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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Amplificador de potencia en una lámpara GU-81M. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Amplificadores de potencia de tubo El amplificador de potencia (PA) se fabrica de acuerdo con un circuito de red común basado en una lámpara de calor directo confiable y probada en el tiempo con ánodos de grafito GU-81M (Fig. 1). Las ventajas indudables de este PA son su disponibilidad para funcionar a los pocos segundos de encenderlo y su facilidad de uso. La protección contra sobrecargas y cortocircuitos utilizada en el amplificador, el encendido suave y un modo de suspensión ajustable hicieron posible crear un PA económico con características decentes con dimensiones y costos mínimos. Utiliza principalmente componentes domésticos. El amplificador tiene un bajo nivel de ruido acústico, ya que el ventilador se enciende automáticamente (sólo cuando la temperatura en el compartimento de la lámpara alcanza más de 100ºC). оC) Se garantiza una alta linealidad eligiendo el modo de funcionamiento óptimo de la lámpara y utilizando un variómetro en el circuito P en lugar de una bobina tradicional con espiras en cortocircuito. Todo esto permitió obtener la supresión del segundo y tercer armónico en la señal de salida a un nivel de -55 dB. La potencia de salida del amplificador es de 1 kW con un voltaje en el ánodo de la lámpara de 3 kV y una potencia nominal de entrada de 100 W.
En la entrada del amplificador, los circuitos P del rango L9-L17, C8-C25 están activados, conmutables mediante los relés K6-K14. Proporcionan coordinación con cualquier transceptor importado (incluso uno sin sintonizador incorporado), proporcionando una ROE de entrada no peor que 1,5 en todas las bandas. El tiempo para que el PA entre en modo de suspensión de 5 segundos a 15 minutos lo establece el regulador, que se encuentra en el panel frontal. También se ha introducido un modo de funcionamiento del amplificador con la potencia de salida reducida al 50% ("TUNE"), que se obtiene reduciendo el voltaje del filamento de la lámpara VL1 a 9 V. En este caso, puedes sintonizar el PA durante el mayor tiempo posible. como quieras y trabajar plenamente en el aire sin pérdida de calidad de la señal. El amplificador utiliza un circuito de alimentación en paralelo para el circuito del ánodo. En comparación con un circuito en serie, es más seguro porque no hay alto voltaje en los elementos del circuito P. El uso de un inductor de alta Q conectado en paralelo a los devanados del variómetro en los rangos de HF y la ausencia de espiras en cortocircuito de la bobina del circuito P también hicieron posible obtener casi la misma potencia de salida en todos los rangos. Cuando el PA está conectado a la red, se suministra una tensión de 220 V a través del filtro de red L19L20 al devanado primario del transformador T2 a través de la lámpara halógena EL1. Esto asegura un encendido suave del amplificador, extendiendo la vida útil de la lámpara GU-81M y otros elementos del dispositivo. Después de cargar los condensadores C40-C49 del rectificador de alto voltaje a 2,5 kV, el voltaje eliminado del divisor en las resistencias R13-R16 se suministra a la base del transistor VT3, el transistor se abre, se activa el relé K4 y se cierra K4.1. K4.3, K4.4 con sus contactos 1 lámparas halógenas EL2. El devanado I del transformador T4 recibe toda la tensión de la red. La peculiaridad de esta inclusión es la pequeña histéresis de funcionamiento/liberación del relé K2, que proporciona una protección fiable contra diversas sobrecargas (cortocircuitos en los circuitos secundarios de alimentación, circuitos de calefacción y cortocircuitos en el devanado del transformador T3). Si ocurre cualquiera de las fallas enumeradas, el voltaje en la base del transistor VT4 disminuirá, el relé K2 se apagará y el transformador T1 se conectará nuevamente a la red a través de la lámpara EL1, que limita la corriente a 1 A, evitando fallas de la lámpara. VLXNUMX y la AP en su conjunto. El funcionamiento del amplificador está controlado por un nodo en el transistor VT1. Cuando el contacto X1 “Control TX” está en cortocircuito con el cable común (la corriente en este circuito es de 10 mA), el transistor se abre y los relés K1, K2 conectan la entrada y salida del amplificador con sus contactos a los conectores RF XW1, XW2. . Al mismo tiempo, los contactos del relé K1.2 cierran el circuito catódico de la lámpara VL1 al cable común y el amplificador cambia al modo de transmisión de señal. En el modo "QRP", el interruptor SA3 desconecta la alimentación del transistor VT1, lo que evita que el amplificador cambie al modo activo, y la señal ingresa a la antena directamente desde la salida del transceptor. Los ventiladores M1 y M2 mantienen la temperatura del PA, evitando el sobrecalentamiento de los elementos del amplificador. Con una tensión de alimentación baja funcionan casi en silencio. En el compartimento de alimentación del amplificador hay un ventilador de computadora M1 (12 V, 0,12 A, diámetro 80 mm), que funciona a un voltaje de 7...8 V. En el compartimento de la lámpara hay un ventilador M2 con dimensiones 150x150x37 mm para una tensión de funcionamiento de 24 V, que se alimenta mediante el circuito de filamento de lámpara VL1. En modo normal, el ventilador funciona con una tensión de alimentación reducida a 8...10 V, y con la potencia de salida máxima aumenta a 20...22 V. El funcionamiento del ventilador M2 está controlado por un nodo en el transistor VT2. Cuando el amplificador cambia al modo "TX", un voltaje de +24 V desde el colector del transistor VT1 a través del diodo VD3 y la resistencia R10 fluirá al condensador C35. Cuando la temperatura en el compartimiento de la lámpara sube a 100 оC, los contactos térmicos SK1 se abrirán y después de 8...10 s el condensador C35 estará completamente cargado. El transistor VT2 se abrirá, el relé K5 funcionará y cambiará el ventilador M2 a velocidades más altas. Después de que el amplificador sale del modo activo, gracias a la lenta descarga del condensador C35 a través del circuito base, el transistor VT2 se mantiene abierto durante otros 1,5...2 minutos y el ventilador continúa funcionando a altas velocidades. Si el tiempo de transmisión es inferior a 8 s, el ventilador funciona a velocidades más bajas sin crear ruido acústico innecesario. La resistencia R34 se selecciona de acuerdo con la velocidad mínima del ventilador que garantiza el régimen de temperatura en el PA. El amplificador utiliza un modo de ahorro de energía, que ha demostrado su eficacia en muchos de los diseños del autor. La unidad de control para este modo se fabrica mediante transistores VT4-VT6. Cuando se enciende el amplificador, el condensador C55 se carga desde una fuente de + 12 V (DA1) a través de la resistencia de ajuste R9 y la resistencia R12. Cada vez que se enciende la transmisión desde el colector del transistor VT1, se suministra un voltaje de +24 V a la base del transistor VT4 a través de un divisor en las resistencias R6, R7. El transistor VT4 abre y descarga el condensador C55. Pero si el amplificador no funcionó para la transmisión durante algún tiempo, el condensador C55 logra cargarse por completo (el tiempo de carga está determinado por la resistencia R9), el transistor compuesto VT5, VT6 abre y cierra el circuito base del transistor VT13 al cable común. El relé K4 se desactiva y el devanado primario del transformador T2 se activa nuevamente a través de la lámpara EL1. El amplificador cambiará al modo de ahorro de energía, en el que el consumo de corriente y la calefacción son mínimos, y el amplificador estará listo para funcionar a máxima potencia en 1,5...2 s. En modo de espera, el voltaje del filamento de la lámpara VL1 se reduce a 9 V. Para salir de este modo, simplemente presione brevemente el botón "TX" SB1 o cambie el transceptor al modo de transmisión conectando el conector X1 al cable común. Los estabilizadores de voltaje en los microcircuitos DA1 y DA2 se utilizan para alimentar unidades de automatización y relés. La resistencia R31 limita la corriente durante un cortocircuito en el circuito de +24 V. El rectificador de alto voltaje se construye utilizando un circuito de duplicación de voltaje, que en sus características se acerca a un circuito puente, pero requiere la mitad del número de vueltas del ánodo. devanado del transformador. El transformador T1 está fabricado sobre un núcleo magnético de tamaño estándar K20x10x7 mm de ferrita de grado 200-400NN. El devanado secundario contiene 27 vueltas de cable PELSHO 0,25. El devanado primario es un cable que pasa a través del orificio del anillo y conecta el contacto del relé K2.1 con el variómetro L1. El transformador de red T2 está enrollado sobre un núcleo magnético toroidal de LATR-1M (9 A). Si el PA se va a utilizar en modo "moderado" (es decir, sin funcionamiento prolongado en concursos), se puede dejar el devanado de red "nativo", que contiene 245 vueltas de cable con un diámetro de 1,2 mm. Si se rebobina el devanado, es aconsejable aumentar el diámetro del cable a 1,5 mm. La corriente en vacío del devanado de la red debe ser de 0,3...0,4 A. El devanado secundario (II) contiene 1300 vueltas de PEV- 2 0,7 hilos. El devanado de potencia del relé (III) contiene 28 vueltas de cable PEV-2 0,7, el devanado de filamento (IV) contiene 17 vueltas de cable PEV-2 2 con un grifo de la vuelta 12. El amplificador está montado en una caja metálica con unas dimensiones de 500x300x300 mm. La profundidad del sótano del chasis es de 70 mm (Fig. 2). En el sótano (Fig.3) hay tableros para rectificador de alto voltaje, control, estabilizadores de voltaje +12 y +24 V, tablero medidor de potencia, filtro de red, tablero de circuito de entrada, relé K3-K5 y Disyuntor SF1 BA47-29 para una corriente de 10 A. La lámpara EL1 está ubicada cerca del interruptor “PWR” SA4 para que su brillo sea visible a través de la carcasa transparente del LED HL1 (color azul), que está instalado en el frente. panel al lado de SA4.
El interruptor SA1 se utiliza del dispositivo correspondiente de la estación de radio R-130, que ha sido objeto de una importante modernización: el pestillo se ha rediseñado en diez posiciones, se ha añadido una galleta para conmutar los relés del circuito de entrada y un plateado común. Se ha añadido un colector de corriente de 1,5 mm de espesor. Variómetro L1 - de la estación de radio R-836. Tiene devanados conmutables y su inductancia varía de 2 a 27 μH. Puedes utilizar un variómetro de la emisora de radio R-140 o R-118, pero tienen unas dimensiones algo mayores. La bobina L2 se enrolla con un tubo de cobre de 6 mm de diámetro sobre un mandril de 60 mm de diámetro. Tiene nueve vueltas con derivaciones de la 3ª, 5ª y 7ª vuelta, contando desde la salida superior (ver Fig. 1) de la bobina. El estrangulador L3 está enrollado con alambre PEV-2 0,25 sobre una varilla de cerámica con un diámetro de 8 mm y consta de cuatro secciones de 100 vueltas cada una. Devanado - tipo "universal", inductancia - alrededor de 200 μH. El estrangulador antiparasitario L4 está fabricado de alambre elástico de acero al carbono con un diámetro de 1,3 mm y contiene 5...7 vueltas enrolladas en un mandril con un diámetro de 12 mm. Del mismo cable (sin cortarlo), como continuación del estrangulador, se hace un contacto de resorte en espiral: 7...8 vueltas en un mandril con un diámetro de 18 mm, colocado firmemente en el terminal del ánodo de la lámpara. El devanado del estrangulador del ánodo L5 es de tres secciones: 100, 80 y 60 vueltas de cable PEV-2 0,35. El devanado se realiza vuelta a vuelta (1,5-2 vueltas entre secciones) sobre un marco cerámico hecho de una resistencia PEV-100. La distancia entre tramos es de 15 mm. Después del bobinado, las espiras se impregnan con cola BF2 o barniz ML92. El estrangulador L6 contiene 50 vueltas de alambre PEV-2 0,7, enrolladas vuelta a vuelta en una varilla con un diámetro de 10 y una longitud de 80 mm hecha de ferrita 1000NN. El inductor de dos devanados L7, L8 contiene 2x27 vueltas de alambre PEV-2 1,8, enrolladas bifilarmente entre vueltas sobre dos núcleos magnéticos de varilla plegadas con un diámetro de 10 y una longitud de 100 mm hechos de ferrita 600NN. Las bobinas L9-L17 no tienen marco y están enrolladas con alambre PEV-2 en un mandril con un diámetro de 18 mm. Todas las partes de los circuitos de entrada están soldadas en el lado de los conductores impresos en el tablero de relés. Los datos de devanado de las bobinas y las capacidades nominales de los condensadores se dan en la tabla. Таблица
Estrangulador L18 - DM-2,4 con inductancia 10 μH. El filtro contra sobretensiones L19L20 está enrollado en la mitad del circuito magnético del transformador TVS90 o TVS110. Devanado - bifilar con alambre MGTF de 1 mm hasta llenar. El contacto térmico SK1 (de un refrigerador eléctrico u otro dispositivo de calefacción) con contactos normalmente cerrados está diseñado para una temperatura de funcionamiento de 90...100 оC. Se instala en el panel de la lámpara GU-81M. La lámpara GU-81M se instala en el panel original en forma de herradura, 30 mm por debajo del nivel del chasis. La opinión generalizada sobre la necesidad de "desvestir" el GU-81M no traerá más que problemas con contactos rotos, lo que complicará el montaje de la lámpara y su refrigeración. Y la reducción "significativa", según algunos diseñadores de radioaficionados, en la capacitancia ánodo-cátodo, que ascendió a 2,8...3 pF (probada experimentalmente), no tendrá un efecto significativo en el funcionamiento del PA. En el panel frontal del PA se encuentran controles, indicaciones y controles (Fig. 4). Instrumentos de medida PA1 y PA2 - M42300. PA1 tiene una corriente de desviación total de 1 mA y para PA2 puede ser significativamente mayor. Este dispositivo debe medir (teniendo en cuenta la derivación R30) una corriente de hasta 1 A. La escala del dispositivo pA1 se calibra directamente en vatios. El indicador VL2 es una lámpara de neón importada con un voltaje de 220 V. La lámpara EL1 es halógena, 150 W a 220 V (diámetro 8 y longitud 78 mm).
El panel trasero del amplificador contiene conectores RF, toma de control X1 “tulipán”, terminal de tierra, conector de red y conector de conexión del ventilador. Todos los conectores RF, el condensador C3, el terminal de tierra, los condensadores de bloqueo y el pin 6 del panel de la lámpara GU-81M están conectados entre sí mediante un bus de cobre con una sección transversal de 15x0,5 mm. Relé K1 - REN33, K2 - REN34, K3 - TKE54, K4 - TKE56, K6-K14 - RES9 (pasaporte RS4.524.200). Todos los relés son para una tensión operativa nominal de 24-27 V. Condensador variable C3 - con una separación de 0,8...1 mm, condensadores C4-C7, C27 - K15U-1, C33 - KVI-3. Los condensadores de óxido C40-C49 son importados, los condensadores C35 y C55 deben tener una corriente de fuga baja. Todos los condensadores de bloqueo son KSO, S8-S25 - KT, KSO. Todas las resistencias fijas (excepto R3) son del tipo MLT, las R3 son de la serie SQP-5. La configuración inicial del amplificador se realiza con el devanado II del transformador T2 apagado. Miden el voltaje del filamento, el voltaje en las salidas de los estabilizadores, depuran el funcionamiento de las unidades de automatización y solo después de asegurarse de que estas unidades estén en pleno funcionamiento, pasan a circuitos de alto voltaje. En lugar de un devanado de alto voltaje, cualquier transformador de baja potencia se conecta al rectificador duplicador y, al suministrar un voltaje alterno de 100...200 V al rectificador duplicador, su rendimiento y distribución de voltaje se conectan a los condensadores de óxido C40-C49. en serie se comprueban. Si todo es normal, conecte el devanado de alta tensión, tomando precauciones. El voltaje de un rectificador descargado puede alcanzar los 3000 V. La corriente de reposo de la lámpara VL1 debe ser de 25...30 mA. Sin conectar el transceptor, verifique que el PA no tenga autoexcitación en el modo "TX" en todas las bandas. A continuación, conectando el transceptor con un cable de no más de 1,2 m, con el sintonizador apagado (si lo hay), se configuran los circuitos de entrada L9-L17, C8-C25 con el PA encendido para transmisión, suministrando una señal. con una potencia de 10...15 W a su entrada. La sintonización se realiza, comenzando por los rangos de HF, hasta la ROE mínima en el dispositivo transceptor. Luego se aumenta la potencia de entrada y los ajustes se refinan aún más moviendo/extendiendo las vueltas de estas bobinas. El circuito P también se ajusta a una potencia de entrada mínima, habiendo conectado previamente a la salida del amplificador el equivalente a una carga de 50 Ohm de potencia suficiente (por ejemplo, de la estación de radio R-140), y partiendo de los rangos de HF, seleccione la posición de las tomas de la bobina L2. Luego pasan a los rangos de baja frecuencia. La supresión armónica, medida por el autor utilizando un analizador de espectro S4-25 y un analizador 8590A importado, fue de nada menos que -45 dB en el rango de 28 MHz y -55 dB en los rangos de baja frecuencia. El ánodo de la lámpara GU-81M durante el funcionamiento prolongado (3...5 min) en modo CW tenía un tinte ligeramente rosado, lo cual es bastante aceptable para una lámpara. Autor: Vyacheslav Fedorchenko (RZ3TI)
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