Схема
усилителя приведена на рис.1.
В. БЕНЗАРЬ, EU1AA/5B4AGM
"КВ и УКВ" №4 2001
Схема
усилителя приведена на рис.1.
Идея
построить такой усилитель
появилась еще в Минске, когда были в
моде металлостеклянные и
металлокерамические лампы,
позволяющие получить 1 кВт выходной
мощности при малых габаритах
самого усилителя. Единственным их
недостатком был шум
вентилятора-для продувки узеньких
щелей радиатора анода требовался
достаточно большой поток воздуха,
да еще сфокусированный на площади
21...45 см2, чтобы охлаждение было
эффективным. И даже тогда, в 60-70
годах, когда в моде были ГУ-43, ГУ-34.
ГУ-74, я оставался приверженцем
стеклянных радиоламп. Долгое время
я использовал УМ на 4-х ГУ-50, который
отдавал 500 Вт в антенну.
Теперь к
проблемам комфорта в "шэке"
прибавились и проблемы чисто
экономического характера. Цена
одной ГУ-74, или эквивалента 4СХ800,
даже в России составляет не менее 100
USD с панелькой (если не воровать!).
Поэтому цена ГУ-81М 20 USD за штуку
(даже по российским меркам
достаточно высокая цена) вполне
приемлема. учитывая ее
фантастическую надежность и запас
прочности.
Иметь
представление об электрических
параметрах этой лампы можно по
публикации в журнале
"Радиолюбитель. KB и УКВ", 1997, №9,
с.20. Практически нет рекомендаций
по использованию этой лампы в
режиме с заземленными сетками. Как
правило, в военных радиостанциях
(например, Р-641) эти лампы
использовались в режиме с общим
катодом, а в медицинских и
промышленных установках они
работали, как правило, в
генераторном режиме. Обобщив
данные, полученные по эфиру от
коллег-коротковолновиков, и
собственные измерения, я пришел к
выводу, что, несмотря на низкую
крутизну - 4,5 мА/В - и большую
выходную емкость, что затрудняло ее
использовать на 10-метровом
диапазоне, на этой лампе можно
создать современный усилитель на
все любительские диапазоны
1. Эмиссионная способность катода,
А - 2.
2. Рассеиваемая анодом мощность, Вт -
650,
3. Суммарная мощность рассеивания
трех параллельно соединенных
сеток, Вт - 200.
4. Входное сопротивление в схеме с
общими сетками, Ом -200...1000,
5. Средний ток анода при анодном
напряжении 2500 В, мА-700.
6. Ток покоя при заземленных сетках
и анодном напряжении 2500 В, мА-100.
7. Выходная емкость пампы при
открытом цоколе уменьшается на 25-30%.
С 1993 по 1998
год у меня работала ГУ-80 выпуска 1957
года. Виктор Дигилевич, EU1AO,
обслуживающий передатчик Р-641 с 1971
по 1992 год, говорил мне, что не менял
лампу десять лет. Сколько она
проработала до него - неизвестно.
Когда я поменял ее на ГУ-81 М выпуска
1990 года и проверил ее параметры -
крутизну и анодный ток, - они
соответствовали паспортным данным!
Это о надежности, И последнее, что
можно снять с лампы "при
форсаже". Георгий Румянцев, UA1DZ,
многократный чемпион СССР,
показывал мне свои "экспонаты"
- ГУ-29 (когда он еще работал позывным
UB5UB) и ГК-71, которую он использовал в
своем РА в Ленинграде. Это было
зрелище на для слабонервных -
отверстие в колбе и скрюченный анод
в ГУ-29! Этих ламп ему хватало только
на тест, на 12-24 часа. При этом с двух
ГУ-29 он снимал 500 Вт в антенну, а с
одной ГК-71 - 1 кВт. Естественно, было
принудительное охлаждение,
форсированный накал (на 20%) и еще
какие-то секреты, о которых он
умолчал. Я грешным делом тоже
попробовал провести такой опыт с
ГУ-80. При накале 14 В, анодном
напряжении 3000 В, интенсивном обдуве
и коммутации накала в режиме
"прием-передача" с 12 В до 14 В
при раскачке 100 Вт ток анода
достигал значения 900 мА, а выходная
мощность - 2 кВт. Графит анода не
плавился, а вот в колбе, напротив
анода, появлялась знаменитая
"румян цевская" дырка. Эта
лампа хранится у меня до сих пор.
Первое, что
необходимо сделать с лампой. - это
удалить ее цоколь и два
цилиндрических токосъемника -
анодный и СЗ. Это можно сделать
по-разному Главное - не повредить
баллон и не деформировать
металлические выводы, так как в
месте соединения стекла и металла
могут появиться микротрещины, и
лампа потеряет вакуум.
Металлический цоколь и
цилиндрические выводы
прикрепляются к стеклянному
баллону специальной термопастой.
Она рыхлая и при небольших усилиях
отделяется от металла. Вставьте ,3-х
миллиметровую отвертку в щель
цилиндра под углом 90 градусов,
постепенно наклоняйте ее и
аккуратно поворачивайте вдоль оси.
Вывод анода отслоится. То же
проделайте с 3-мя оставшимися
щелями. В торце вывода отогните
полоску к которой приварен гибкий
вывод, на угол 90 градусов и откусите
его кусачками. Аналогичную
операцию проделайте с выводом СЗ.
Снимите цилиндрические выводы,
Очистите грубым наждаком или
напильником выступы баллона с
контактами от остатков термопасты.
Если что-то останется, не
усердствуйте и не повредите баллон.
Так же поступите и с нижним
металлическим обрамлением. Перед
этим ручной ножовкой пропилите паз
в направлении щели в верхней части
обрамления. Здесь надо не спешить,
не прилагать больших усилий, чтобы
торцом ножовки не повредить баллон
лампы. Когда пропил и паз
соединятся, проделайте ту же
операцию по отслаиванию металла от
термопасты. После этого раздвиньте
широкой отверткой щель и снимите
металлическое обрамление.
Кусачками откусите гибкие выводы,
приваренные к выводам лампы. Так же
удалите остатки термопасты. В
результате всех этих операций
получите ГУ-81М высотой 195 мм вместо
235 мм (фото 1). Следующий этап -
изготовление панельки. Я
использовал для этой цепи
фторопласт, лист толщиной 10 мм
(рис.2). Испытав токосъемники из
различных металлов, я остановился
на сплаве Д-16 (дюраль). Обратите
внимание на то, чтобы отверстие в
токосъемнике было равно диаметру
вывода лампы с положительным
допуском, т.е. оно должно быть таким,
чтобы без усилия токосъемник
надевался на контакт и
фиксировался винтом МЗ. К накальным
ножкам лепесток прикрепляется
винтом М4, а к остальным - винтом МЗ.
Токосъемники одновременно
выполняют роль фиксаторов лампы.
Я изготовил
переключатель диапазонов (рис.4) из
стандартных фарфоровых галет на 6
положений. WARC-диапазоны получаются
путем использования диапазонов 40 м
(30-метровый), 15 м (17-метровый) и 10 м
(12-метровый). Уменьшение выходной
мощности за счет расстройки
входных контуров компенсируется
упрощением конструкции входной
цепи. Полосовые фильтры
расположены внутри специального
отсека и коммутируются двумя
галетами по б положений, а
оставшиеся контакты могут
использоваться для управления
высокочастотными репе для
переключения выходных контуров РА
или индикации диапазонов. Для
переключения анодных контуров
галеты переделываются, и это
наиболее тонкая работа. Лучше всего
фарфоровые галеты заменить
фторопластовыми толщиной 5 мм. Если
такой возможности нет, придется
попотеть, зато получится хороший
переключатель. Сразу огорчу
скептиков - у популярного УМ Kenwood
TL-922 используются похожие галеты с
такими же межлепестными
расстояниями, и никаких проблем с
коммутацией выходных контуров не
возникает. При одном условии - если
не переключать их во время работы
РА или при нажатой педали. В отличие
от известных "хлопушек" от
передатчика РСБ-5, которые имеют
солидные размеры и контакты, у них
качество контактов хуже, чем у
галетника - там они самозачищаются.
В "хлопушках" через некоторое
время контактная поверхность
окисляется, и все время надо
подчищать контакты чернильной
резинкой.
У трех
фарфоровых галетников (с одной
галеты снимаются дополнительные
контакты) 2х6 снимаются все контакты
(я высверливал заклепки небольшим
моторчиком с патроном для сверл до
1.5 мм, которые используются
радиолюбителями для сверления
отверстий в печатных платах).
Извлекается фарфоровый ротор, и
таким же способом удаляются ламели.
Теперь необходимо изготовить два
сегмента из посеребренной бронзы,
медного сплава или фосфористой
бронзы, которые будут повторять
размеры прежних ламелей, а
"диаметр" внешнего сегмента
будет равен "диаметру" выступа
собирающей ламели. Переключатель
должен работать на закоротку
витков катушек индуктивности,
дополнительных емкостей для
низкочастотных диапазонов и
подключения удлиняющих емкостей к
аноду лампы РА, Все контакты - как
неподвижные, так и подвижные -
располагаются по обе стороны
галеты, чтобы увеличить контактную
площадь. Контакты скрепляются
бронзовыми винтами диаметром 1,5 мм
и пропаиваются. Применять заклепки
не рекомендую - клепать на фарфоре
безнадежное дело, хотя при
определенных навыках можно
использовать и этот способ
крепления. Роторы соединяются
через изолятор- как между собой, так
и с роторами переключателя входных
контуров Это важно для развязки по
ВЧ блока переключателей. Я
использовал фторопластовый
стержень диаметром 8 мм.
Конструкция
шасси усилителя понятна из рис.5, 6 и
фото 2. Согнутая в виде буквы П, она
образует три поверхности - передняя
панель, левая стенка и задняя
панель. Правая сторона скрепляется
с передней и задней частями шасси
стандартными дюралевыми или
железными уголками
(гальванизированными).
На передней
панели расположены два
миллиамперметра, ручки анодного и
антенного конденсаторов,
переключатель диапазонов, тумблера
включения РА, переключения режима
работы "CW-SSB" и включения
ручного режима
"прием-передача". На задней
панели - коаксиальные разъемы
"вход ВЧ", "антенна".
"+2500В", "-2500В", разъемы
"РТТ", "ALC", зажим
"земля", предохранитель и
вывод сетевого шнура. Панелька для
ГУ-81 М установлена в отдельном
отсеке (рис.3), где расположены
накальные дроссели, блокирующие
емкости, гнезда управления и
высокого напряжения.
Сетевой
трансформатор мощностью 175 ВА имеет
4 обмотки- сетевую 220 В, накэльную со
средней точкой 13 В х 10 А, обмотку
смещения 100 В х 0,2 А и обмотку
питания цепей автоматики 27 В х 1 А.
Выпрямитель на +100 В - на диоде КД202Л,
или аналогичном, выпрямитель на +27 В
выполнен на диоде КД202Е или
аналогичном. Напряжение накала
подается через ВЧ-дроссель на лампу
ГУ-81 М.
Дроссель Lн1
выполнен на двух ферритовых Ф-600
стержнях диаметром 8...10 мм и длиной
90 мм. Обмотка состоит из 2 х 22 витка
проводом ПЭВШ-2,0 (индуктивность 20..30
мкГн). Средняя точка через
ВЧ-дроссель Lн2 соединяется с ножкой
6,3 В (средняя точка накала лампы). Он
выполнен на аналогичных ферритовых
стержнях, только имеет длину 50 мм и
состоит из 40 витков провода ПЭВ-1,0
(индуктивность 70...90 мкГн). Все
обмотки мотаются виток к витку. Для
улучшения развязки вход и выход LHI
подсоединяется к накальной обмотке
и лампе через ферритовые кольца
диаметром 10 мм или эллипсоидальные
ферриты с двумя отверстиями и
размерами 10 х 7 мм.
Анодный
дроссель имеет индуктивность около
170. .190 мкГн и намотан на
фторопластовом каркасе диаметром 20
мм и длиной 115 мм проводом 0,5 мм.
Дроссель имеет 4 секции, намотанные
виток к витку и разделенные
промежутками (считая с холодного
конца): 100 витков - 3 мм + 15 витков - 3 мм
+ 45 витков - 5 мм + 20 витков (горячий
конец). Анодное напряжение подается
через дроссель La2 индуктивностью 1...
10 мкГн.
Анодный
конденсатор - любого типа, на
фарфоре или фторопласте,
расстояние между роторными и
статорными пластинами - 3 мм, Можно
использовать переменный
конденсатор от радиостанции РСБ-5,
предварительно вырезав на трех его
стенках окна для уменьшения
начальной емкости. Наконец, можно
изготовить переменный конденсатор
и самому, используя фторопластовые
пластины толщиной 10 мм. Материал
пластин -латунь толщиной 0,5...0,6 мм.
Антенный конденсатор любого типа
от старых ламповых радиоприемников
или радиостанций, максимальной
емкостью 1500...2000 пФ (4 - 5 секций).
Анодные добавочные - постоянные
емкости типа К15У-1 на 15 кВар и 4 кВ
или другие с такими же параметрами.
Антенные емкости - такого же типа,
только на напряжение 1 кВ.
Индуктивности, образующие
колебательную систему, состоят из
двух катушек, соединенных
последовательно. L.1 состоит из 11
витков посеребренной медной трубки
диаметром 6 мм, длина намотки 95 мм.
Отводы (считая от горячего конца):
10м-3 витка,14 м -4.3 витка, 20 м - 8,5
витков. L2 (низкочастотная) намотана
на фарфоровом или фторопластовом
каркасе диаметром 50 мм. длина
каркаса - 140 мм, 32 витка
посеребренного провода диаметром
1,6 мм, шаг намотки -1,6 мм. Отводы:40 м -
8,5 витков, 80 м - 18 витков, 160 м - две
катушки полностью. Антипаразитный
дроссель с анода ГУ-81 М - 3 витка
ленты 8 х 1 мм, длина 35 мм, резисторы
по 300 Ом.
Катушки
входных полосовых фильтров
намотаны на фторопластовых
каркасах диаметром 14 мм, внутренний
диаметр зависит от диаметра
подстроечного ферритового стержня.
Можно применить и готовые каркасы
от старых радиостанций, имеющих
диаметр 14мм и подстройку
индуктивности ферритом. Если
диаметры каркасов будут
отличаться, их индуктивность легко
пересчитать (см, публикации в
журнале за прошлые годы). Все
катушки намотаны проводом ПЭВ-1,0 мм,
виток к витку:
L1 (160м)-26 витков, С1=С2=1500 пФ;
L2 (80 м) - 19 витков, СЗ=С4=470 пФ:
L3 (40 м) - 11 витков, С5=470 пФ, С6=330 пФ;
L4 (20 м) - 6,5 витков,С7=220 пФ, С8=150 пФ;
L5 (15м)-3,5 витка, С9=120 пФ, С10= 10 пФ,
L6(10 м)-2,5 витка, С11 =91 пФ, С12=5,1 пФ.
В качестве
измерительных использованы
микроамперметры М4388 (350мкА) от
бытовых магнитофонов. Шкала не
переделывается, начало красной
дуги соответствует току 600 мА, конец
- 900 мА. Вместо них можно
использовать и другие
миллиамперметры, размеры которых
не превышают 60 х 60 мм,
Стабилитрон
служит для установки начального
тока лампы, В телеграфном режиме
сетки заземляются по постоянному
току, и при анодном напряжении 2,5 кВ
ток покоя составляет около 100 мА. В
режиме SSB для улучшения линейности
лампа открывается до тока покоя 200
мА. Напряжение устанавливается
стабилитроном Д815Б. Проволочное
сопротивление 0,7 Ом -на ток до 1 А.
Усилитель
не требует особой настройки. Если
все данные соответствуют схеме,
необходимо подстроить полосовые
фильтры на входе УМ и отметить
точки, которые соответствуют тому
или иному диапазону. При повороте
ручки анодного конденсатора,
начиная с минимального его
значения, все диапазоны
последовательно располагаются по
дуге -от 10 м до 160 м. Антенный
конденсатор имеет такую же
последовательность изменения
диапазонов, если используемые
антенны имеют входное
сопротивление 50 Ом и КСВ не хуже 1,5,
При другом сопротивлении антенн и
более высоком КСВ надо применять
простейшее согласующее устройство.
В противном случае возможны
проблемы с ТВ и паразитными
излучениями.
