О временных задержках в усилителях мощности

При описании самодельных конструкций трансиверов и усилителей мощности редко, а чаще совсем не уделяется внимание вопросу временных параметров элементов коммутации при работе устройств в режиме "приём-передача" и наоборот.

Чтобы убедиться в значимости этих параметров, рассмотрим следующий пример:
Пусть управление режимом “приём/передача” в трансивере производится педалью в комбинации с клавиатурой.

Вид работы – RTTY , используется компьютер и программа WF1B или подобная. В результате ошибки оператора первоначально нажата клавиша клавиатуры, а затем педаль. Если при этом не соблюдена правильная последовательность задержек включения режима “приём /передача”, то возможна следующая ситуация:

Сигнал на вход оконечного усилителя подаётся раньше, чем якорь антенного реле подключит антенну к выходу усилителя, в этот промежуток времени усилитель остаётся без нагрузки, и напряжение на его выходных элементах (транзисторы, лампа) увеличивается вдвое (переменная составляющая). Возможен их пробой.

Кроме того в конечный момент происходит “горячее” подключение нагрузки к выходу усилителя, вызывающее подгорание контактов реле токами ВЧ в момент их замыкания. Аналогичная аварийная ситуация возможна и при переходе с передачи на приём в том случае, если время задержки на выключение антенного реле меньше или равно аналогичному параметру предыдущего элемента коммутации ( реле ).

Здесь также происходит подгорание контактов реле токами ВЧ, теперь в момент их разрыва, а далее работа усилителя без нагрузки до пропадания сигнала на его входе. На мой взгляд, особенно опасны подобные ситуации в транзисторных усилителях КВ , а больше УКВ. В ламповых усилителях просто сокращается в таких случаях время жизни ламп и реле. На практике можно привести массу примеров таких неблагоприятных ситуаций.

Чтобы частично облегчить жизнь радиолюбителя- конструктора, считаю что одним из условий обеспечения долговременной и надёжной работы любого усилителя мощности и его реле является выполнение следующих двух пунктов:

1. Время срабатывания ( Вр.Ср . ) антенного реле должно быть меньш е( Вр.Ср . ) входного реле.
2. Время отпускания ( Вр .О тп. ) антенного реле должно быть больше ( Вр.Отп. ) входного реле.

На рисунке 1 представлен пример временных характеристик, соответствующих пунктам 1 и 2.

Жёлтый Нажатие педали Серый Время срабатывания входного реле Красный Время отпускания входного реле Т.Зелёный Вр. удержания вх. реле. Сиреневый Вр. Ср. антенного реле. Синий Вр. Отп. антенного реле. Белый Вр. удержания антенного реле. С-Зелёный Время перекрытия (запас на дребезг контактов )

Рис.1 Пример временных характеристик

Типичное время перекрытия - 3 – 4 Миллисекунды. Больше - при большей массе контактов. При выполнении пунктов 1и 2 обеспечивается нормальное переключение режима и “холодная” коммутация контактов антенного реле. В качестве примера привожу часть схемы управления режимом приём / передача моего трансивера.

Реле, как антенное так и коммутации питания RX / TX --- РЭС34 (Тсраб.= 7.5мс, Тотпуск. = 2мс ) . Диоды D1 – D9 - любые кремниевые низкочастотные (КД102—КД104 ) , D10 – КД105,КД208 и т.п. Смотрите рисунок 2.

Рис.2. Схема коммутации

Для проверки и отладки работы схемы управления, подобной рисунку 2 достаточно использовать оптический индикатор. Это светодиод с балластным резистором. Схема подключения изображена на рисунке 3.

Рис.3. Схема подключения индикатора

Методика очень проста:

• Освобождаем контакты испытуемых групп реле и подключаем их по схеме Рис.3.
• При нажатии педали или её имитатора светодиод должен кратковременно вспыхнуть и погаснуть.
• При отпускании педали также кратковременно вспыхнуть и погаснуть.

Время свечения светодиода при нажатии соответствует левому светло-зелёному участку на Рисунке 1. Время свечения светодиода при отпускании соответствует правому светло-зелёному участку на Рисунке 1.

Манипулируя номиналами соответствующих резисторов и электролитических конденсаторов, добиваемся правильной работы схемы. Проблем с фиксацией вспышки светодиода глазом нет уже при времени свечения больше 0,1мс.

В заключении хочу отметить, что по подобному принципу можно ( на мой взгляд и нужно ) строить системы из групп элементов коммутации , не обязательно реле, используя всевозможные способы задержки времени, какие только может придумать фантазия радиолюбителя. Основное при этом – принцип вложения меньших ворот в большие, при наличии по краям меньших - столбиков… В качестве самых больших ворот выступает время удержания антенного реле, а столбики – время перекрытия по рисунку 1, они же – время свечения диодов по рис 3. В этой системе всегда меньшие –на входе… Количество парных групп при этом может быть не менее пяти.

Советую попробовать, не пожалеете! Удачи и 73 !!!