Главная

Бестрансформаторный УКВ усилитель на 144 МГц

В. Беседин  UA9LAQ  г. Тюмень
Просмотрев ряд публикаций, я пришел к выводу, что можно успешно использовать в УКВ усилителях мощности бестрансформаторное питание. Более того, в силу специфики межконтурной связи и отсутствия ферритов в катушках бестрансформаторный УКВ усилитель (например, 2-метрового диапазона) работает даже более эффективно, чем KB усилитель.

Схему усилителя, приведенную на рис.1, можно применить для работы в диапазоне 144 —146 МГц.
 
Питание на усилитель можно подавать от блока питания (рис.2), описание которого было приведено в [1].
 
Такой усилитель (правда, с трансформаторным питанием анодной и экранной цепей) применялся автором для работы через ИСЗ серии "Радио" и хорошо зарекомендовал себя: не "капризничал" в настройке, раскачивался до выходной мощности 75 Вт при входной мощности около 5 Вт (в качестве возбудителя использовалась передающая часть "жутяевского" трансвертера). Максимальную выходную мощность усилителя при этих условиях можно оценить как Ug/10 (для Ua = 300 — 900 В), т.к. в составе передающего комплекса усилитель питался анодным напряжением 750 В от трансформаторного блока питания. ВЧ мощность подается на вход усилителя через разъем XW1 (рис.1). Катушка L1 обеспечивает индуктивную связь с катушкой L2, которая установлена непосредственно в цепях управляющих сеток лампы VL1. Конденсатор С1 служит для согласования выхода возбудителя с входом усилителя. Поданный в противофазе сигнал на сетках лампы управляет ее анодным током. Усиленный сигнал выделяется контуром L3-C5 и через катушку связи L4 поступает в антенну. Конденсатор С6 служит для согласования антенны с выходом усилителя, дроссели Др1 —Др4 — для "развязки" цепей питания по ВЧ. Для этой же цели используются конденсаторы С7— С10 (проходные) и С2 — С4 (обычные). С помощью дифференциального конденсатора С5 производится настройка усилителя на рабочею частоту. Это единственный орган оперативной настройки, т.к. согласование по входу и выходу осуществляется один раз — при настройке системы "возбудитель — усилитель мощности — антенна". Бестрансформаторное питание анодной и экранной цепей лампы усилителя от сети переменного тока требует соблюдения определенных правил конструирования аппаратуры, которые подробно рассмотрены в [2]. Что касается описываемого усилителя, то на его принципиальной схеме значком общего провода указаны цепи, которые нельзя соединять с корпусом и другими цепями, подлежащими заземлению, а значком "заземление" — те цепи, которые могут быть соединены с общим проводом возбудителя и заземлением. Монтаж выходного каскада должен быть выполнен на изолированном от корпуса усилителя субшасси, представляющем собой пластинку стеклотекстолита толщиной 1,5 — 2,0 мм, фольгированную с одной стороны и расположенную в подвале шасси (по всей площади его внутренней горизонтальной поверхности), которое имеет форму коробки, вытянутой по направлению от входа к выходу. Поскольку стеклотекстолит "не любит" нагрева, вокруг панельки лампы следует сделать круглый вырез — отверстие O60 мм. На субшасси со стороны подвода питания следует припаять бортик из такого же стеклотекстолита (фольгой внутрь) и на нем установить развязывающие проходные конденсаторы накальной цепи и цепей управляющей и экранной сеток. Все корпусные соединения осуществляются с фольгой субшасси кратчайшим путем, а соединение дифференциального конденсатора и высоковольтного проходного конденсатора — через отверстие в шасси с изолирующей вставкой. Допускается вместо проходных конденсаторов применять опорные (например, КДО) или обычные радиочастотные (например, КД или КТК с минимальной длиной выводов) при подводке напряжений экранированными проводами (это в любом случае желательно). Напряжение анодного питания к лампе подводится экранированным проводом сверху шасси. Если позволяют размеры дифференциального конденсатора, то для обеспечения минимальной длины проводов лампу можно частично опустить в подвал шасси, смонтировав ее панельку на стойках. Проходящий из-под шасси воздух у баллона лампы при этом будет эффективно ее охлаждать. На ось конденсатора С5 следует установить изолирующую ручку, применив изолирующую вставку или изготовив ось из изоляционного материала. Намоточные данные катушек контуров приведены в таблице. Катушки связи L1 и L4 должны быть выполнены изолированным проводом, для чего перед намоткой катушек на их провода надеваются фторопластовые трубки или (при отсутствии таких трубок) наматывается лента ФУМ (используется в сантехнике) в два-три слоя поверх провода. Крепится лента, например, с помощью клея. Можно использовать одножильный электрический провод в твердой ПХВ-изоляции. Меры предосторожности — не лишние. Помните: нельзя соединять субшасси с шасси усилителя и заземлением, а также касаться его, если усилитель включен е сеть! Для повышения КПД усилителя и улучшения фильтрации гармоник выходного сигнала, казалось бы, и на входе усилителя следует использовать резонансный контур. Для этого можно установить параллельно каждой половинке катушки L2 по подстроечному конденсатору КПК-1 емкостью 2 — 7 или 4 — 15 пФ, но при этом снижается устойчивость работы усилителя, т.к. появляется цепь "настроенная сетка — настроенный анод", что является характерным для генераторов с самовозбуждением. Для устранения такого явления может потребоваться нейтрализация проходной емкости лампы. Перед настройкой усилителя проверяют качество изоляции между шасси и субшасси, соединяют между собой возбудитель и усилитель и подключают эквивалент нагрузки. Подав напряжение питания, и переводя усилитель на короткое время в режим передачи, вращением ротора конденсатора С1 добиваются максимального тока "раскачки" лампы. Затем, попеременно вращая роторы конденсаторов С5 и С6, добиваются максимальной выходной мощности на эквиваленте нагрузки. Далее по максимуму мощности остается лишь намного подстроить этот узел при работе на реальную антенну, контролируя настройку резонансным волномером, расположенным недалеко от фидера. Проведенные автором эксперименты с умножителем (удвоителем) напряжения, описанным в [1], показали, что при конденсаторах емкостью 200 мкФ и нагрузке 120 Вт (три лампы по 40 Вт на 220 В, соединенные последовательно) Ua составило 610 В (при напряжении холостого хода 630 В). Значит, от описываемого усилителя можно получить при питании от блока питания [1] чуть более 60 Вт. Все катушки—бескаркасные, в таблице указан диаметр оправки, на которой мотается катушка.
 
* — на провод одета фторопластовая трубка.
Дроссели Др1 — Др4 представляют собой отрезки провода длиной 50 см (Л/4), намотанные на подходящих каркасах (например, на резисторах ВС-1 со снятым проводящим слоем). Дроссель Др2 может быть бескаркасным. Половинки катушек L2 и L3 наматываются в одном направлении с таким расчетом, чтобы катушки связи L1 и L4 соответственно вошли между ними с зазором по 1 мм. Катушки L2 и L3 с катушками связи устанавливаются соосно. При соблюдении элементарных правил монтажа УКВ аппаратуры усилитель легко согласуется по входу и выходу и не склонен к самовозбуждению.
Радиомир КВ и УКВ №1 2008г стр. 29
Литература
1.  И.Августовский. Бестрансфор¬маторный РА на ГУ-29. — Радиолю¬битель. KB и УКВ, 1997, №3.
2. И.Гончаренко. Легкий и мощный РА. — Радиолюбитель. KB и УКВ, 1999, №№1 — 3.

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru