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GU-81M 램프의 전력 증폭기. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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전력 증폭기(PA)는 GU-81M 흑연 양극(그림 1)을 사용하여 오랫동안 테스트되고 안정적인 직접 가열 램프를 기반으로 하는 공통 그리드 회로에 따라 제작되었습니다. 이 PA의 확실한 장점은 전원을 켠 후 몇 초 이내에 작업 준비가 완료되고 사용이 간편하다는 것입니다. 앰프에 사용되는 과부하 및 단락에 대한 보호, 소프트 스위치 온 및 조정 가능한 절전 모드 덕분에 최소한의 크기와 비용으로 적절한 특성을 갖춘 경제적인 PA를 만들 수 있었습니다. 주로 국내산 부품을 사용합니다. 팬이 자동으로 켜지므로 앰프의 소음 수준이 낮습니다(램프실의 온도가 100도 이상에 도달하는 경우에만 해당). оC)

램프의 최적 작동 모드를 선택하고 단락된 회전이 있는 기존 코일 대신 P 회로의 가변계를 사용하여 높은 선형성이 보장됩니다. 이 모든 것이 -55dB 레벨에서 출력 신호의 두 번째 및 세 번째 고조파를 억제하는 것을 가능하게 했습니다. 증폭기의 출력 전력은 램프 양극 전압 1kV 및 입력 정격 전력 3W에서 100kW입니다.

GU-81M 램프의 전력 증폭기
쌀. 1. GU-81M 램프의 전력 증폭기 구성표(확대하려면 클릭)

증폭기 입력에서 범위 P 회로 L9-L17, C8-C25가 켜지고 릴레이 K6-K14를 통해 전환할 수 있습니다. 수입된 트랜시버(내장 튜너가 없는 트랜시버도 포함)와의 조정을 제공하여 모든 대역에서 1,5보다 나쁘지 않은 입력 SWR을 제공합니다. PA가 5초에서 15분 사이에 절전 모드로 전환되는 시간은 전면 패널에 있는 조정기에 의해 설정됩니다. VL50 램프의 필라멘트 전압을 1V로 줄여 출력 전력을 9%("TUNE")로 줄인 앰프 작동 모드도 도입되었습니다. 이 경우 PA를 최대한 오랫동안 튜닝할 수 있습니다. 원하는 대로 신호 품질의 손실 없이 방송에서 완벽하게 작업할 수 있습니다.

증폭기는 병렬 양극 회로 전원 공급 장치 회로를 사용합니다. 직렬 회로에 비해 P 회로의 요소에 고전압이 없기 때문에 더 안전합니다. HF 범위의 변위계 권선에 병렬로 연결된 높은 Q 인덕터를 사용하고 P 회로 코일의 단락된 권선이 없기 때문에 모든 범위에서 거의 동일한 출력 전력을 얻을 수 있었습니다.

PA가 네트워크에 연결되면 L220L19 네트워크 필터를 통해 20V의 전압이 할로겐 램프 EL2을 통해 변압기 T1의 81차 권선에 공급됩니다. 이렇게 하면 앰프의 부드러운 전환이 보장되어 GU-40M 램프 및 장치의 기타 요소의 수명이 연장됩니다. 고전압 정류기의 커패시터 C49-C2,5를 13kV로 ​​충전한 후 저항 R16-R3의 분배기에서 제거된 전압이 트랜지스터 VT4의 베이스에 공급되고 트랜지스터가 열리고 릴레이 K4.1가 활성화되어 K4.3이 닫힙니다. K4.4, K1(접점 포함) 2개의 할로겐 램프 EL4. 변압기 T2의 권선 I은 전체 네트워크 전압을 수신합니다. 이 포함의 특징은 다양한 과부하(3차 전원 회로의 단락, 가열 회로 및 변압기 T4 권선의 단락)에 대한 안정적인 보호를 제공하는 릴레이 K2의 작동/해제의 작은 히스테리시스입니다. 나열된 오작동 중 하나라도 발생하면 트랜지스터 VT1 베이스의 전압이 감소하고 릴레이 K1가 꺼지고 변압기 T1가 램프 ELXNUMX을 통해 다시 네트워크에 연결되어 전류를 XNUMXA로 제한하여 램프 고장을 방지합니다. VLXNUMX 및 PA 전체.

증폭기의 작동은 트랜지스터 VT1의 노드에 의해 제어됩니다. 접점 X1 "Control TX"가 공통 와이어에 단락되면(이 회로의 전류는 10mA) 트랜지스터가 열리고 K1, K2가 릴레이 접점과 함께 증폭기의 입력 및 출력을 RF 커넥터 XW1, XW2에 연결합니다. . 동시에 릴레이 K1.2의 접점은 램프 VL1의 음극 회로를 공통 와이어로 닫고 증폭기는 신호 전송 모드로 전환됩니다. "QRP" 모드에서 스위치 SA3은 트랜지스터 VT1의 전원을 꺼서 증폭기가 활성 모드로 전환되는 것을 방지하고 신호는 트랜시버 출력에서 ​​직접 안테나로 들어갑니다.

팬 M1과 M2는 PA의 온도를 유지하여 증폭기 요소의 과열을 방지합니다. 낮은 공급 전압에서는 거의 조용하게 작동합니다. 앰프의 전원 공급 장치 부분에는 1~12V의 전압에서 작동하는 컴퓨터 팬 M0,12(80V, 7A, 직경 8mm)이 있습니다. 램프 부분에는 2x150x150 크기의 M37 팬이 있습니다. 램프 필라멘트 회로 VL24에 의해 전원이 공급되는 1V의 작동 전압의 경우 mm입니다. 일반 모드에서 팬은 8...10V로 감소된 공급 전압으로 작동하고 최대 출력 전력에서는 20...22V로 상승합니다. M2 팬의 작동은 트랜지스터 VT2의 노드에 의해 제어됩니다. 증폭기가 "TX" 모드로 전환되면 트랜지스터 VT24의 콜렉터에서 다이오드 VD1 및 저항 R3을 통해 +10V 전압이 커패시터 C35로 흐릅니다.

램프실의 온도가 100도까지 올라가면 оC에서 열 접점 SK1이 열리고 8~10초 후에 커패시터 C35가 완전히 충전됩니다. 트랜지스터 VT2가 열리고 릴레이 K5가 작동하며 팬 M2가 더 높은 속도로 전환됩니다. 증폭기가 활성 모드를 종료한 후 베이스 회로를 통한 커패시터 C35의 느린 방전 덕분에 트랜지스터 VT2는 1,5~2분 동안 열린 상태로 유지되고 팬은 계속 고속으로 작동합니다. 전송 시간이 8초 미만이면 팬은 불필요한 음향 소음을 발생시키지 않고 낮은 속도로 작동합니다. 저항 R34는 PA의 온도 체계를 보장하는 최소 팬 속도에 따라 선택됩니다.

앰프는 저자의 많은 디자인에서 입증된 에너지 절약 모드를 사용합니다. 이 모드의 제어 장치는 트랜지스터 VT4-VT6을 사용하여 만들어집니다. 증폭기가 켜지면 커패시터 C55는 트리밍 저항 R12 및 저항 R1를 통해 + 9V 소스(DA12)에서 충전됩니다. 트랜지스터 VT1의 콜렉터에서 전송이 켜질 때마다 +24V의 전압이 저항 R4, R6의 분배기를 통해 트랜지스터 VT7의 베이스에 공급됩니다. 트랜지스터 VT4는 커패시터 C55를 열고 방전합니다. 그러나 증폭기가 한동안 전송을 위해 작동하지 않으면 커패시터 C55가 완전히 충전되고(충전 시간은 저항 R9에 의해 결정됨) 복합 트랜지스터 VT5, VT6은 트랜지스터 VT13의 기본 회로를 공통 와이어에 열고 닫습니다. 릴레이 K4의 전원이 차단되고 변압기 T2의 1차 권선에 램프 EL1,5을 통해 다시 전원이 공급됩니다. 앰프는 전류 소비와 발열이 최소화되는 에너지 절약 모드로 전환되며, 앰프는 2...1초 내에 최대 전력으로 작동할 준비가 됩니다. 대기 모드에서는 VL9 램프의 필라멘트 전압이 1V로 감소합니다. 이 모드를 종료하려면 SB1 "TX" 버튼을 짧게 누르거나 커넥터 XXNUMX을 공통 와이어에 연결하여 트랜시버를 전송 모드로 전환하면 됩니다.

마이크로 회로 DA1 및 DA2의 전압 안정기는 자동화 장치 및 릴레이에 전원을 공급하는 데 사용됩니다. 저항 R31은 +24V 회로에서 단락 시 전류를 제한합니다. 고전압 정류기는 전압 배가 회로를 사용하여 제작되며 특성상 브리지 회로에 가깝지만 양극 회전 수의 절반이 필요합니다. 변압기 권선.

변압기 T1은 페라이트 등급 20-10NN의 표준 크기 K7x200x400mm 자기 코어로 제작됩니다. 27차 권선에는 PELSHO 0,25 와이어 2.1회전이 포함되어 있습니다. 1차 권선은 링의 구멍을 통과하고 릴레이 접점 KXNUMX을 변위계 LXNUMX과 연결하는 와이어입니다.

네트워크 변압기 T2는 LATR-1M(9A)의 토로이드 자기 코어에 감겨 있습니다. PA가 "보통" 모드에서 작동하는 경우(예: 콘테스트에서 장기간 작동하지 않음) 직경 245mm의 1,2회전 와이어가 포함된 "기본" 네트워크 권선을 그대로 둘 수 있습니다. 권선을 되감는 경우 와이어 직경을 1,5mm로 늘리는 것이 좋습니다. 네트워크 권선의 무부하 전류는 0,3...0,4A여야 합니다. 1300차 권선(II)에는 2회 PEV- 권선이 포함되어 있습니다. 0,7 28선. 릴레이 전원 권선(III)에는 2턴의 PEV-0,7 17 와이어가 포함되어 있고, 필라멘트 권선(IV)에는 2번째 턴의 탭이 있는 2턴의 PEV-12 XNUMX 와이어가 포함되어 있습니다.

증폭기는 500x300x300mm 크기의 금속 케이스에 장착됩니다. 섀시 바닥의 깊이는 70mm입니다(그림 2). 지하실(그림 3)에는 고전압 정류기, 제어, 전압 안정기 +12 및 +24V용 보드, 전력계 보드, 네트워크 필터, 입력 회로 보드, 릴레이 K3-K5 및 1A 전류용 SF47 BA29-10 회로 차단기. EL1 램프는 SA4 "PWR" 스위치 근처에 위치하므로 전면에 설치된 HL1 LED(파란색)의 투명 하우징을 통해 빛이 보입니다. SA4 옆 패널.

GU-81M 램프의 전력 증폭기
쌀. 2. 탑재된 PA

GU-81M 램프의 전력 증폭기
쌀. 3. UM 케이스에 보드 배치

SA1 스위치는 상당한 현대화를 거친 R-130 라디오 방송국의 매칭 장치에서 사용됩니다. 래치는 1,5개의 위치로 재설계되었으며 입력 회로 릴레이 전환을 위해 비스킷이 추가되었으며 일반 은도금 집전체 두께 XNUMXmm가 추가되었습니다.

Variometer L1 - 라디오 방송국 R-836에서. 전환 가능한 권선이 있으며 인덕턴스는 2~27μH 범위입니다. R-140 또는 R-118 라디오 방송국의 변위계를 사용할 수 있지만 크기가 다소 더 큽니다. 코일 L2는 직경 6mm의 맨드릴에 직경 60mm의 구리 튜브로 감겨 있습니다. 코일의 상단 출력(그림 3 참조)부터 세어 보면 5번째, 7번째, 1번째 탭이 있는 3개의 회전이 있습니다. 초크 L2은 직경 0,25mm의 세라믹 막대에 PEV-8 100 와이어로 감겨 있으며 각각 200회 회전하는 4개의 섹션으로 구성됩니다. 권선 - "범용" 유형, 인덕턴스 - 약 1,3μH. 기생충 방지 초크 L5는 직경 7mm의 강철 탄소 스프링 와이어로 만들어지며 직경 12mm의 맨드릴에 감긴 7~8개의 회전을 포함합니다. 동일한 와이어(절단하지 않음)에서 초크의 연속으로 나선형 스프링 접점이 만들어집니다. 직경 18mm의 맨드릴에서 5~100회전이 램프 양극 단자에 단단히 배치됩니다. 애노드 초크 L80의 권선은 PEV-60 2 와이어의 0,35, 1,5 및 2 턴의 100단면입니다. 권선은 PEV-15 저항기의 세라믹 프레임에서 회전하여 회전합니다(섹션 간 2-92회전). 섹션 사이의 거리는 XNUMXmm입니다. 감은 후 회전 부분에 BFXNUMX 접착제 또는 MLXNUMX 바니시가 함침됩니다.

초크 L6에는 PEV-50 2 와이어 0,7회전이 포함되어 있으며, 10NN 페라이트로 제작된 직경 80, 길이 1000mm의 막대를 켜기 위해 감겨져 있습니다.

7권선 인덕터 L8, L2에는 PEV-27 2 와이어의 1,8x10 회전이 포함되어 있으며, 100NN 페라이트로 제작된 직경 600mm, 길이 XNUMXmm의 함께 접힌 두 개의 로드 자기 코어를 켜기 위해 이중선으로 감겨 있습니다.

코일 L9-L17은 프레임이 없으며 직경 2mm의 맨드릴에 PEV-18 와이어로 감겨 있습니다. 입력 회로의 모든 부분은 릴레이 보드의 인쇄 도체 측면에 납땜되어 있습니다. 코일의 권선 데이터와 커패시터의 커패시턴스 정격이 표에 나와 있습니다.

테이블

범위, MHz 다이어그램의 지정 회전 수 와이어 직경, mm 커패시터 커패시턴스 Svh, pF 커패시터 커패시턴스 CO, pF
1,8 L17 27 0,7 1000 820
3,5 L16 17 0,8 470 390
7 L15 14 1,0 140 120
10 L14 11 1,2 180 91
14 L13 10 1,3 100 22
18 L12 8 1,3 82 27
21 L11 7 1,3 56 10
24 하지만 6 1,3 33 10
28 L9 5 1,5 56 30

인덕턴스가 18μH인 초크 L2,4 - DM-10. L19L20 서지 필터는 TVS90 또는 TVS110 변압기의 자기 회로 절반에 감겨 있습니다. 권선 - MGTF 와이어가 채워질 때까지 1mm의 바이파일러입니다.

상시 폐쇄 접점이 있는 열 접점 SK1(전기 냉각기 또는 기타 가열 장치)은 90...100의 작동 온도용으로 설계되었습니다. оC. GU-81M 램프 패널에 설치됩니다. GU-81M 램프는 섀시 높이 30mm 아래의 원래 "말굽" 패널에 설치됩니다. GU-81M을 "벗겨야" 한다는 널리 퍼진 의견은 접점 파손으로 인한 문제만 가져오고 램프 장착 및 냉각을 복잡하게 만듭니다. 그리고 일부 무선 아마추어 설계자에 따르면 2,8...3pF(실험적으로 테스트됨)에 달하는 양극-음극 용량의 "중요한" 감소는 PA 작동에 큰 영향을 미치지 않습니다.

PA의 전면 패널에는 컨트롤, 표시 및 컨트롤이 있습니다(그림 4). 측정 장비 PA1 및 PA2 - M42300. PA1의 총 편차 전류는 1mA이고 PA2의 경우 훨씬 더 높을 수 있습니다. 이 장치는 최대 30A의 전류를 측정해야 합니다(R1 션트 고려). pA1 장치의 눈금은 와트 단위로 직접 교정됩니다. VL2 표시기는 전압 220V의 수입 네온 램프입니다. EL1 램프는 할로겐, 150V에서 220W(직경 8 및 길이 78mm)입니다.

GU-81M 램프의 전력 증폭기
쌀. 4. 전면 패널 UM

앰프의 후면 패널에는 RF 커넥터, 제어 소켓 X1 "튤립", 접지 단자, 네트워크 커넥터 및 팬 연결 커넥터가 포함되어 있습니다. GU-3M 램프 패널의 모든 RF 커넥터, 커패시터 C6, 접지 단자, 차단 커패시터 및 핀 81은 단면적이 15x0,5mm인 구리 버스로 서로 연결됩니다.

릴레이 K1 - REN33, K2 - REN34, K3 - TKE54, K4 - TKE56, K6-K14 - RES9(여권 RS4.524.200). 모든 릴레이는 24-27V의 정격 작동 전압용입니다.

가변 커패시터 C3 - 0,8...1mm 간격, 커패시터 C4-C7, C27 - K15U-1, C33 - KVI-3. 산화물 커패시터 C40-C49를 가져오며 커패시터 C35 및 C55는 누설 전류가 낮아야 합니다. 모든 차단 커패시터는 KSO, S8-S25 - KT, KSO입니다. 모든 고정 저항(R3 제외)은 MLT 유형이고 R3은 SQP-5 시리즈입니다.

증폭기의 초기 설정은 변압기 T2의 권선 II가 꺼진 상태에서 수행됩니다. 필라멘트 전압, 안정기 출력의 전압을 측정하고 자동화 장치의 작동을 디버그하며 이러한 장치가 완전히 작동하는지 확인한 후에야 고전압 회로로 이동합니다. 고전압 권선 대신 저전력 변압기가 더블러 정류기에 연결되고, 100...200V의 교류 전압을 더블러 정류기에 공급함으로써 성능 및 연결된 산화물 커패시터 C40-C49의 전압 분포가 연결됩니다. 시리즈로 확인됩니다. 모든 것이 정상이면 주의하면서 고전압 권선을 연결하십시오. 무부하 정류기의 전압은 3000V에 도달할 수 있습니다.

VL1 램프의 대기 전류는 25~30mA여야 합니다. 트랜시버를 연결하지 않고 PA에서 모든 대역의 "TX" 모드에서 자체 여기가 없는지 확인하십시오. 다음으로 튜너가 꺼진 상태에서 (있는 경우) 1,2m 이하의 케이블로 트랜시버를 연결하여 입력 회로 L9-L17, C8-C25는 전송을 위해 PA가 켜져 신호를 공급하도록 구성됩니다. 입력에 10~15W의 전력이 공급됩니다. 튜닝은 HF 범위부터 시작하여 트랜시버 장치의 최소 SWR까지 수행됩니다. 그런 다음 입력 전력이 증가하고 이러한 코일의 회전을 이동/확산하여 설정을 더욱 미세하게 조정합니다.

P 회로는 또한 이전에 충분한 전력의 50Ω 부하에 해당하는 전력을 증폭기 출력(예: R-140 라디오 방송국에서)에 연결하고 HF 범위에서 시작하여 최소 입력 전력으로 조정됩니다. L2 코일의 탭 위치를 선택합니다. 그런 다음 저주파 범위로 이동합니다.

저자가 S4-25 스펙트럼 분석기와 수입된 8590A 분석기를 사용하여 측정한 고조파 억제는 45MHz 범위에서 -28dB, 저주파 범위에서 -55dB였습니다. CW 모드에서 장기간(81~3분) 작동하는 동안 GU-5M 램프의 양극은 약간 분홍색 색조를 띠었으며 이는 램프에 매우 적합합니다.

저자: Vyacheslav Fedorchenko(RZ3TI)

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