eng flag

Усилитель мощности 6-ти метрового диапазона на металлостеклянной лампе

ГУ-43Б / GU-43B - 1250 W



        Причина выбора конструкции: Для проведения QSO на 50 МГц через Es и Tropo вполне достаточно мощности до 100 ватт. Но уже при многоскачковых Es, более чем на 7000 км, связях с использованием отражения сигнала от Луны ( EME ) , TEP и других дальних видах прохождения этой мощности уже недостаточно. Мне прислали несколько аудио-файлов моего сигнала во время прохождения из Японии и Австралии, и я понял, что корреспонденты принимают меня трудно. Желая увеличить уровень моего сигнала у корреспондентов, а также попытаться провести EME QSO я и решил сделать это усилитель. .
        Лампа ГУ-43Б была выбрана по следующим причинам:
1) В течении около 15 лет я использовал усилитель на КВ на этой лампе. Усилитель использовался очень в жёстких условиях. За всё время ни разу не менял лампу и за всё время эксплуатации, при проверках выходная мощность была более 1500 ватт. Исходя из этого я имею представление о ГУ-43Б как об очень надёжной лампе. Такой долгий опыт эксплуатации даже заставил меня уверовать, что это лампа не "стреляет", но в процессе постройки усилителя на 50 МГц я узнал, что эту лампу надо "жестить", после долгого хранения. Иначе...
2) Я уже имел в наличии блок питания, выдающий более 3 кВ при 1 А, сделанный мною на основании трансформатора от Р-118, который я использовал со своим усилителем ГУ-43Б на КВ. Мне пришлось его немного доработать, сделав преключение выходных высоковольтных напряжений на вакуумных реле В1В-1В.
3) Немного сомневаясь, что большая выходная ёмкость лампы будет создавать трудности, но при этом зная, что есть какой-то военный передатчик в котором используется ГУ-43Б, работающий на частотах 30-70МГц ( кажется Р-137 ), я был уверен, что мне удастся получить нужный мне уровень мощности, - не будут же учёные для военных делать ерунду ( HI ).
4) Удачный опыт эксплуатации ГУ-43Б в усилителе на КВ, позволяет использовать схемотехнику этого усилителя в усилителе на 50 МГц в цепях постоянного тока питания сеток, управления и накала, не тратя время на эксперименты с этими цепями.
5) И наконец, у меня просто есть в наличии много ГУ-43Б и была одна заводская панелька от военного передатчика Р-140;

        Принципиальная схема усилителя показана на ниже расположенном рисунке:

        Ничего особенного в схеме нет. На транзисторах VT1 и VT2 собран стабилизатор экранной сетки, параллельного типа, необходимый для питания тетродов, на стабилитроне VD9 стабилизатор питания управляющей сетки, с возможностью регулировки тока покоя и работой лампы в режиме с токами управляющей сетки. На конденсаторах C5, C6, C36 и катушке L8 собран согласующий фильтр, основной целью которого служит компенсация входной ёмкости лампы ( 90 пф ). При необходимости этот фильтр может быть пересчитан и использован как для согласования или дополнительной фильтрации. Но у меня был довольно чистый входной сигнал ( KENWOOD TS-590S ) и при 10 Вт входной мощности лампа раскачивалась до 0,8 А, при этом на выходе была мощность порядка 1400 Вт.
        Так как для получения напряжений для накала, сеток и коммутации был использован трансформатор от старого советского телевизора (ТС-180-2), то выпрямители для питания сеток пришлось делать по схеме удвоения, тока в обмотках трансформатора много. Для выпрямителя коммутации пришлось использовать часть первичной обмотки предназначенной для использования телевизора при 237В, она выполнена не в виде отвода, а отдельной обмоткой, поэтому её легко отпаять от основной.

        Конструкция. Основой для корпуса усилителя послужил корпус от вышедшего из строя старого синтезатора частоты Ч6-31. Т.к. в моём "шэке" довольно мало места, я решил обрезать его, укоротив по ширине, и теперь его размеры стали 280 x 260 x 450 мм. Внутреннее пространство корпуса делится на две части поддоном из 2-х мм алюминия. От нижней крышки корпуса поддон укреплён на высоте 90 мм, делящий пространство в корпусе на верхнюю и нижнюю части. В верхней части расположена лампа, детали П-контура, анодные дроссели и выходное реле. Под поддоном находятся трансформатор для питания сеток и накала лампы, плата с выпрямителями, стабилизаторами и схемой управления, входное реле, а также подвал для лампы, также изготовленный из алюминия толщиной 2 мм. В подвале под лампой, куда нагнетает воздух вентилятор с производительностью 240 куб/час, находятся входной нагрузочный резистор 51 ом, состоящий из 10-ти 2-х ватных резисторов МЛТ. Также в подвале лампы, под струёй нагнетаемого воздуха, на радиаторах расположены мощный стабилитрон стабилизатора экранной сетки и выходной транзистор стабилизатора экранной сетки.
         Передняя и задняя панели усилителя выполнены из 4-х мм дюралюминия. На передней панели располагаются приборы индицирующие токи анода и экранной сетки и индикатор выхода, ручки настройки конденсаторов П-контура, кнопки включения вентилятора, кнопки включения накала и питания сеток, а также кнопка позволяющая реализовать режим "обход". Первые две кнопки имеют встроенные лампочки подсветки 220 В, а третью кнопку пришлось дорабатывать, разобрав её и вставив внутрь две миниатюрные 14-ти вольтовые лампочки. Эти лампочки, загораясь, будут индицировать, что усилитель переведён в "режим усиления высокочастотных колебаний и излучения их в эфир".
        На задней панели располагаются все разъёмы, держатели предохранителей, клемма заземления и отверстие для шнура питания 220 вольт. Боковые крышки взяты от старого прибора без изменений, а верхнюю и нижние крышки пришлось укоротить по ширине. Все крышки и панели окрашены нитроэмалью, надписи выгравированы.
        Схема усилителя, а также размеры некоторых деталей, изготовленных мною по заказу, представленных в формате программы sPlan7.0 , вы можете скачать Здесь.

        Детали и намоточные изделия. Большинство номиналов использованных деталей, указанно на приведённых выше схемах. Одной из задач при проектировании этой конструкции было использование тех компонентов, которые есть в наличии. Именно поэтому я не знаю типов переменных конденсаторов и с каких радиостанций они были сняты, т.к. произошло это около 20 лет назад. Но даже в этом случае мне пришлось дорабатывать оба конденсатора, отпиливая или снимая лишнее или добавляя какой-то элемент крепления, поэтому считаю, что применить можно любые конденсаторы. Главное, что бы расстояние между их пластинами обеспечивало отсутствие высоковольтного пробоя и все контактные соединения выдерживали текущие по ним высокочастотные токи с учётом нагруженной добротности контура. Для выполнения вышеперечисленного было принято решение в качестве анодного C13, применить конденсатор типа "бабочка" с изолированным от оси ротором. Увеличился вдвое зазор и отсутствуют трущиеся контакты по которым течёт большой ток.
        При сборке усилителя стоит не забывать, что на некоторых деталях, особенно цепях анодного питания, присутствуют напряжения очень высокого потенциала, поэтому примите все меры по тщательной изоляции и защите от пробоя в этих местах. Также не стоит забывать о том, что по элементам выходного П-контура текут реактивные токи огромных значений, достигающих 10-20Ампер. Исходя из этого все соединения в П-контуре следует делать наиболее короткими, надёжными. Все заземлённые контакты следует соединить между собой, короткой, толстой шиной.

        Настройка усилителя. Вначале, не подавая анодного напряжения и не вставив лампу, стоит проверить все выпрямленные напряжения, а также работу схемы управления. Затем, переведя усилитель на "передачу" выставить резистором R7 на ламелях экранной сетки панельки лампы напряжение + 350 В. Вставив предварительно "жестчённую" лампу прогреть её в течении 5 минут и после этого подав анодное напряжение и переведя усилитель на "передачу", выставить резистором R17 ток покоя лампы в пределах 250-300 мА.
        Вход усилителя широкополосный, его не надо настраивать, а с выходным П-контуром может придётся "поиграться". Я менял размеры катушки в небольших пределах, но производя подстройку конденсаторами получал на выходе одну и ту же мощность.
        При настройке и дальнейшей эксплуатации усилителя я бы рекомендовал не забывать о том, что в лампах долго пролежавших без работы могут возникать прострелы, результатом которых могут быть вышедшие из строя лампы и другие детали усилителя и блока питания. Поэтому, я ещё раз напоминаю, что не забудьте предварительно подготовить лампу ( "жестить" ) и выводить на режим максимальной выходной мощности постепенно, в течении нескольких десятков часов. Это позволит вам эксплуатировать усилитель "долго и счастливо" и избежать лишних трат и не дай бог увечий.

        Схема источника питания. Больших особенностей в схеме источника питания нет. На Rel1 собран узел задержки подачи полного переменного напряжения на диоды высоковольтного выпрямительного моста, а реле Rel2-Rel4 переключают выходы источника питания, т.к. у меня он служит для питания двух усилителей на ГУ-43Б.


        Фото усилителя: ( нажать фото для увеличения )

img2

img3

img5

img7

img4

img6

img8

img10

img9


        Выражаю огромную благодарность всем кто помогал мне с построением и настройкой данного усилителя, особенно Ивану Урсу ( на фото ) и Григорию Логину (ER1CAN), принявших очень активное участие в осуществлении этого проекта в составе "Группы исследователей переходных процессов, происходящих при осцилляции напряжений и токов больших амплитудных и эффективных значений, периодом колебаний в диапазонах метровых, дециметровых и сантиметровых волн". :)

        Вот так теперь слышны мои сигналы в Японии уже с применением этого усилителя, записанные одним японским радиолюбителем 2 июля 2012 : http://youtu.be/K5bVntzNBto

        Буду благодарен за указание на все допущенные при публикации этого материала ошибки, и постараюсь их как можно быстрее исправить. 73! До встречи в эфире. Слава / ER1LW
Вернуться на страницу сайта ER1LW о конструировании

(c) 2012 - ER1LW