Усилитель на тетроде с электронным переключением стабилизаторов сеток
Усилитель на тетроде с электронным управлением “RX/TX” по экранной и управляющей сетке, с электронной защитой и высокоскоростным переключением обходных реле в режиме “RX/TX”.
Только для тех кому интересно и кто любит конструировать !
Всегда рад пообщаться в эфире и по E-Mail. В эфире работаю с 1972 г.
Предлагаю попробовать отработанную мной схему усилителя с использованием любого тетрода в линейке ламп: ГУ-74Б, ГУ-43Б, ГУ-84Б, ГУ-73Б, ГУ-78Б и др . В схеме присутствуют элементы многих опубликованных радиолюбителями схем. Без всяких претензий на какое-либо авторство . Сам всю жизнь что-то конструировал и всегда рад предложить или наоборот - взять на вооружение любые наработки в конструировании аппаратуры. Схема скомплектована, смонтирована, и отработана на нескольких конструкциях усилителей. Немного добавлено и своих задумок для надёжности и быстроты работы как стабилизаторов , так и защиты. Схему нарисовал как сумел, не чертёжник . К сожалению нет возможности сделать разводку печатных плат в заводских условиях. Сам для себя платы резал резаком.
Вся коммутация стабилизаторов в режиме “RX/TX” и функция “защиты” выполнена без применения реле, что способствует мгновенному их переключению . В выборе схем стабилизаторов сеток был сделан упор на надёжность и быстродействие . Cхемы прилагаются в фотофайлах :
Рис. 1. Схема платы-1.
Рис. 2. Схема ламповой части усилителя.
Рис. 3. Трассировка (соединение) элементов всей схемы усилителя.
Рис. 4. Таблица радиодеталей:
Рис. 5. Фото платы-1
Рис. 6. Вариант высокоскоростного переключения RX/TX по схеме - K1LP
Кнопки или переключатели
- S1 - “POWER” - ( вкл – выкл. усилителя).
- S2 - ( выбор диапазона).
- S3 - “BP” - ( обход/работа ) , кнопка нажата – режим работы с усилителем, отжата – работа только трансивером.
- S4 - “VOX” - ( вкл - выкл системы “VOX”)
Схема включения усилителя
Нажимаем кнопку S1 – “POWER” усилителя . При этом включается вентилятор, а трансформатор накала включается через резистор, который после отрабатывания системы задержки на транзисторе Т11, через 4–5 cекунд заблокируется контактами реле Р15, тем самым обеспечивая ступенчатое включение накала. По истечении 5 минут, после прогрева лампы, нажимаем кнопку S3 – “BP” – ( обход/ работа ), при этом +24в пойдёт на контакт 9 платы-1, через контакт 10 на транзистор Т12, который включает вакуумное реле Р13 - В1В . Оно срабатывает и подготавливает подачу +3000в на анод лампы.
S2 – выбираем желаемый диапазон. Включаем отдельный блок питания “Высокогo” напряжения. С него “Высокое” напряжение подаётся на усилитель. Таким образом усилитель подготовлен к работе.
Работа схемы усилителя в режиме RX/TX
При нажатии на педаль, или телеграфный ключ, контакт 12 соединится с землёй, при этом мгновенно откроются транзистор Т3, питаемый им фотодиод и транзисторы Т4,Т5 - на экранную сетку подастся + 300в. Одновременно с этим, с вывода 11 платы-1 + 24в подаётся на схему управления обоими обходными реле, при этом реле Р2 (антенное) сработает первым и подаст разрешение (согласно специфике работы схемы RX/TX) на срабатывание реле Р1 (входного). С коллектора транзистора Т10 подастся “земля” на контакт 13 платы-1. Фотодиод 3ОД101Б мгновенно сработает и транзисторы Т6,Т7 откроются - на управляющую сетку подастся открывающий лампу минус, устанавливающий тока покоя, необходимый для данной лампы.
При отпускании педали, транзистор Т3 закроется и снимет напряжение + 24в с обоих фотодиодов и схемы управления обоими обходными реле. При этом лампа мгновенно запрётся а с экранной сетки снимется + 300в. Реле Р1 и Р2 переключатся в режим “обход”. При использовании обходных реле типа П1Д, РЭВ-14, РЭВ-15, П1В и РПВ-2/7, усилитель может работать в SSB и CW режимах от педали и телеграфного ключа, а так-же “ воксом ” .
Условия срабатывания системы защиты.
Защита срабатывает при :
- Отсутствии или пропадании анодного напряжения на аноде лампы .
- Достижении заданного максимального тока экранной сетки при неправильной настройке П-Контура .
- При обрыве или замыкания кабеля или антенны .
- При динатронном эффекте , прострелах в лампе или “возбуде” .
Эксплуатация усилителя, с временно намеренным применением ГУ-73б с долгого хранения (без жестчения), на практике показала эффективность срабатывания защиты при совместной работе всех узлов данной схемы при прострелах. В управлении управляющей и экранной сеток лампы – применено только электронное переключение, что способствует мгновенному запиранию и отпиранию лампы.
При срабатывании защиты - открывается транзистор Т1 , при этом Т2 и Т3 закрываются. Снимается +24в с обоих фотодиодов 3ОД101Б. Транзисторы Т4,Т5,T6, Т7 закрываются и на управляющую сетку подаётся полный минус , надёжно запирая её , а с экранной сетки снимается +300в. При этом так-же снимется +24в и со схемы управления обоими реле обхода , а контакты реле Р13 разорвут цепь + 3000 вольт. Ток срабатывания защиты устанавливается потенциометром R4 = 50 ом , он стоит параллельно постоянному резистору R3 = 10 ом. Этот ток устанавливается порядка 80 ма для ГУ-74Б , ГУ-34Б, ГУ-43Б и 100 ма для ГУ-84Б, ГУ-73Б, ГУ-78Б. Реле Р1 платы-1 , блокирует транзистор Т1 и он остаётся в открытом состоянии до сброса сработавшей защиты. Время срабатывания реле Р1 не влияет на время срабатывания самой защиты. Закрытие транзисторов T2,T3,T4,T5,T6,T7 происходит при открывании транзистора Т1.
Так как при срабатывании защиты, транзистор Т1 снова мгновенно пытается закрыться , то заряд конденсатора 10мкф , стоящего параллельно реле Р1 , поддерживает открытое состояние транзистора Т1 на всё время , в течении которого сработает реле Р1. Его контакты заблокируют транзистор в открытом состоянии. С экранной сетки на землю стоит резистор утечки 10 Ком - 10вт , который так - же способствует гашению аварийного процесса. Стабилизатор напряжения экранной сетки настроен на ток нагрузки порядка 95 ма , что хватает для питания любой из выше перечисленных ламп. Стабилизатор работает только в режиме - “ТX” и стабилитроны не греются в режиме “RX”. На практике схема работает надёжно : защита cрабатывает быстро и мягко, загорается красный светодиод на передней панели усилителя , а трансивер продолжает работать уже на антенну. Для сброса сработавшей защиты – нужно нажать и отпустить кнопку S3 - “BP”, контакты которой при этом прервут и снова подадут +24в на контакт 9 платы-1. Усилитель будет снова готов к работе.
При выключении усилителя : - нужно выключить отдельный блок питания “Высокого напряжения”, на усилителе отжать кнопку “BP” – ОБХОД и затем отжать кнопку S1 – “POWER”. При этом усилитель отключится от сети 220в, но система задержки работы вентилятора , на полевом транзисторе Т13 - КП-302Б , КП-303Е и реле - Р14, продолжит работу обдува лампы ещё 3 мин. Затем , по истечении этого времени , вентилятор автоматически отключится от сети.
Назначение выводов платы-1 ( фото-1 ) и других плат.
Для удобства все контакты пронумерованы так , что их номера соответствуют друг другу по всей схеме усилителя :
1 - 2 – переменное напряжение 160в с трансформатора ТА-97 (удвоение) .
3 - 4 – переменное напряжение 45в с трансформатора ТА-97 ( удвоение) .
5 – выход -125RX/-50TX на управляющую сетку лампы ( в зависимости от типа применяемой лампы ).
6 – выход +300в на экранную сетку .
7 – экранированным проводом подаётся сигнал на измеритель тока экранной сетки, с использованием прибора порядка 100 мка (подаётся отрицательный потенциал снимающийся с эмиттера Т1 экранированным проводом ).
8 – экранированным проводом подаётся сигнал на катод “аварийного” светодиода, на передней панели усилителя , на анод которого подано +24вольт через резистор 5К6.
9 – кнопкой “BР” ( обход/работа ) , подаётся +24в с вывода 17 данной платы.
10 – подаётся +24в на транзистор Т12 , который включает реле Р13 - B1B. Оно подаёт напряжение на анод лампы в положении кнопки “BР” - “работа”.
11 – подаётся +24в на схему управления реле обхода RX/TX. Оно подаётся только в режиме передачи (TX).
12 – педаль , телеграфный ключ - подаётся “земля” с трансивера при передаче (TX) .
13 – подаётся “земля” c коллектора Т10 , после срабатывания входного реле Р1 - типа РПВ-2/7 , РПА – 12 и др.
14 – “земля” корпус.
15 - 16 – переменное напряжение 10в ( удвоение , для получения +24в ) .
17 – выход +24в , для питания схемы.
18 – подаётся продетектированный входной ВЧ сигнал положительной полярности с системы “VOX” для работы компаратора 140УД6.
19 – с него подаётся сигнал (“земля”) на катод светодиода , индицирующего момент перекачки лампы по управляющей сетке, порог срабатывания компаратора выставляется потенциометром R22 = 4K7 .
20 – сюда подаётся сигнал , с системы “VOX”, отрицательной полярности.
21 - кнопка “VOX”, при её отжатии подаётся “земля”. При этом ток покоя лампы соответствует справочному , например 330ма для ГУ-74Б или 750ма для ГУ-73Б. Он устанавливается потенциометром R12 = 4К7 в базе транзистора Т7. Когда на контакте 21 “земли” нет (кнопка “VOX” – нажата), то ток покоя устанавливается для всех этих ламп порядка 50 ма потенциометром R17 = 4К7. В этом режиме , когда на вывод 20 платы подаётся продетектированный входной ВЧ cигнал , отрицательной полярности , транзистор Т8 открывается и открывает лампу до стандартного тока покоя. В паузах входного сигнала ток покоя уменьшается до установленных 50 ма. Этот процесс виден только на осциллографе. R16 – чувствительность срабатывания системы “VOX”. Правильней назвать эту систему - “VOX” от входного сигнала раскачки. Работа в эфире показала вполне хорошую его работу. В этом режиме можно работать как в SSB , так и CW режимах. В паузах лампа отдыхает и на практике получается гораздо меньший её нагрев. Естественно режим “VOX” можно всегда оперативно выключить.
22 – сюда ( разъём типа СР – 75 “мама” ) подаётся +3000в с внешнего блока питания “Высокого напряжения “. Через контакты реле Р13 оно подаётся на лампу.
23 – 24 – подаётся ~ 20 вольт для получения +24в.
25 – сюда приходит + 56 вольт на реле Р2 и транзистор Т9 системы “RX/TX”.
Плата секвенсора RX/TX
Схема взята с публикации американского радиолюбителя K1LP и показала себя с самой лучшей стороны. Реле Р2 запитывается +56 вольт , а Р1 +24 вольта. Этим самым осуществляется ускоренное срабатывание реле Р2, без превышения его номинального тока. Так как напряжение на реле Р2 больше положенного в 2 раза, то сила тока втягивания якоря реле достигнет своей величины гораздо раньше, чем с нормальным для реле, напряжением. Транзистор Т9 является внешним источником постоянного тока. Потенциометром R26 устанавливается номинальный ток для реле Р2 (выходного) , что предотвращает перегрев катушки реле.
Срабатывание реле Р2 создаст силу тока для открывания транзистора Т10 и последующего срабатывания реле Р1. Потенциометром R27 устанавливается задержка срабатывания реле Р1 (входного) , относительно Р2 (выходного). При переходе на приём, входное реле отпускает сразу. Диод , стоящий параллельно Р2 добавляет задержку отпускания выходного реле Р2. При этом временные интервалы срабатывания обоих реле , необходимо тщательно устанавливать с помощью осциллографа.
Детали по схеме
В П-Контуре используется вариометр от Р-140 и применено последовательное питание П - Контура. Номиналы конденсаторов в П-Контуре не указаны ( они разные, в зависимости от применяемой лампы и режима её использования ). Входное согласование - стандартное.
П – Контур и входное согласование можно выполнить как угодно, на любителя. Но я всегда делаю только последовательное питание, при использовании тетродов. Радиодетали - все номиналы в отдельном фото - 4. Номиналы некоторых деталей показаны прямо на схеме. Все элементы можно менять на их аналоги. Хорошо использовать для просмотра фотографий - программу Picasa.
Все блокировочные конденсаторы любые , из серии “КМ” ёмкостью 10Н – 68Н. Там где надо, на схеме , номиналы конденсаторов указаны. Все реле зашунтированы конденсаторами и диодами. Все диоды типа 1N4007 , они дешевые и надёжные .
Так – же предлагаю второй вариант высокоскоростного переключения “RX/TX” , известного американского радиолюбителя - K6XX , показанного на фото-5. Его быстродействие обусловлено импульсным разрядом электролитического конденсатора при “TX” , что равносильно утроению питающего напряжения для обходных реле. После импульсного разряда конденсатора , ток через обмотку реле устанавливается номинальным и реле не перегревается.
Применено ускорение срабатывания обходных реле с уменьшением времени их срабатывания в 3 раза. Необходимо тщательно настроить эту систему по двухлучевому осциллографу и грамотно подойти к настройке самого трансивера , так как работа будет вестись на большой мощности. Работа этой схемы хорошо стыкуется с работой схемы платы-1. Алгоритм работы “RX/TX” обходных реле по схеме такой : После срабатывания ( выходного ) реле Р2 , его контакты через дроссель подают “землю” в схему коммутации реле Р1 ( входного ). Это реле срабатывает и своими контактами подаёт “ землю” на контакт 13 платы-1. И дальше процесс “RX/TX” идёт по описанию работы платы-1.
В любом случае , эту схему переключения можно просто применить в своей конструкции.
Желаю успехов в конструировании и всегда рад встречи в эфире.
VLAD . RA9MR. г. Омск
В фотографиях внешнего вида усилителя на ГУ-43Б , стоит плата-1 первого исполнения , где управление стабилизаторами и защитой осуществляется с применением реле . Но и с этой старой схемой защита отрабатывала отлично . При работе усилителя с новой схемой , быстродействие переключения стабилизаторов сеток , обходных реле и срабатывание защиты - существенно возросло !
