QRZ-Прикарпаття » Технічна частина » УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б

УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б

Опублікував на сайті UR5SNM від 14.10.2014, 12:51
 (голосів: 1)

Данный УКВ усилитель мощности (далее – УМ) был собран как «удлинитель» для переносной УКВ ЧМ радиостанции Rexon RL-115, которая имеет три уровня выходной мощности, примерно 0,3 / 2 / 5 Вт. УМ собран по «классической» схеме (Рис. 1) на металлокерамическом триоде ГИ-21Б с общей сеткой.

 

УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б
УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б

 

В УМ добавлен узел управления RX/TX (Auto TX), он срабатывает при подаче ВЧ сигнала с трансивера на вход УМ, через разъем XW1. Часть входного сигнала, через цепочку R1С1, выпрямляется диодом VD1. Постоянная составляющая выпрямленного напряжения, через резисторы R2 и R4 прикладывается к переходу база-эммитер транзистора VT1, открывая его. Это приводит к срабатыванию реле К1, К2, К3. Контакты К1.2 подключают разъем XW1 к усилительному каскаду, при этом сигнал от трансивера, через цепочку C5L1, поступает на катод лампы VL1. Контакты К1.1 замыкают цепь обхода УМ на землю для уменьшения вероятности самовозбуждения усилителя. Замкнутые контакты К2.1 изменяют напряжение стабилизации с 17 до 6,5 В «регулируемого стабилитрона», выполненного на транзисторах VT2 и VT3, это, в свою очередь, приводит к открыванию лампы VL1. Контакты К3.1 подключают антенный разъем XW2 к выходу УМ. Даная схема опробована в нескольких УМ и показала себя достаточно удобной и надёжной в эксплуатации с ЧМ радиостанциями. При мощностях 0,1 – 0,5 Вт возможно придётся подобрать (уменьшить) сопротивление резистора R1, емкость конденсатора С1 или применить транзистор VT1 с большим коэффициентом передачи тока, для надёжного срабатывания автоматики. Если будет необходимо работать в SSB, то режим «Auto TX» можно отключить, замкнув контакты переключателя SA1, а педаль управления RX/TX подключить к гнездам PTT и GND.

«Регулируемый стабилитрон» на транзисторах VT2 и VT3, позволяет плавно регулировать его напряжение стабилизации в катоде лампы VL1, этим самым плавно регулировать ток покоя в процессе работы УМ. При работе с ЧМ ток покоя, движком резистора R12, выставляем в пределах 10…20 мА, для SSB ток покоя увеличиваем до 30…40 мА.

Индикатор выхода на измерительном приборе РА1 и детекторе на VD9 предназначен для индикации выходного напряжения на антенном разъеме XW2 при настройке УМ.

УМ питается от небольшого внешнего блока питания (далее – БП), схема которого показана на Рис. 2. Анодный выпрямитель VD1–VD4, C1, С2 и выпрямитель цепей управления VD5–VD8, C3 УМ собраны по мостовой схеме. Для получения анодного напряжения + 820 В используются четыре обмотки трансформатора Тр1 ТАН-81-127/220-50, 2 обмотки по 315 В 65 мА и 2 по 280 В 72 мА (обмотки с одинаковым напряжением включены параллельно, согласно Рис.2).

 

УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б

 

В диодном мосте VD1–VD4 применены диоды 1N4803 (1000 В, 3 А), каждый диод зашунтирован конденсатором 1 нФ 1 кВ. Для цепей управления (питания реле К1 – К3, Рис. 1) УМ используются две обмотки по 35 В 72 мА, которые включены параллельно, на выходе данного выпрямителя получилось напряжение + 50 В. Из-за этого реле К1 – К3 УМ включены последовательно. Если есть возможность выбрать напряжение управления в диапазоне + 16…20 В, все реле можно включить параллельно. БП собран в корпусе от импульсного блока питания ПК (Рис. 3).

 

УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21БУКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б



Внешний вид БП показан на Рис. 4.

 

УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б

 

Реле К1 и К2 типа РЭС-48А (срабатывает при 13 В, 20 мА), К3 – высокочастотное на керамическом изоляторе, неизвестного мне типа (Рис. 5), (он срабатывает при 6 В, 100 мА).

 

УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б


Детали входной катодной части С5, С6, L1, L2, L3 (Рис. 6) собраны в подвале шасси возле выводов катода и подогревателя и заключена в экран от платы кинескопа монитора.

 

УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б
УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б



L1 состоит из 4…5-ти витков из медного провода диаметром 1,5 мм, намотанных на оправке диаметром 10 мм, длина намотки 15 мм. Накальные дроссели L2 и L3 состоят из 20-ти витков провода диаметром 0,8 мм, намотанных на оправке диаметром 10 мм, длина намотки 40 мм. Специальной панельки под лампу не изготавливал, в шасси просверлил отверстие под диаметр сетки и прижал со стороны анода расточенным разъемом питания (Рис. 7) к выступу сетки, к выводам катода и подогревателя сделал простые хомутики из медной шины шириной 8 х 0,8 мм.

 


Детали выходной анодной части С7, L4, L5, С16, С17 (Рис. 8) собраны в отдельном, закрытом блоке.

 

УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б
УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б
УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б

 

L5 состоит из 3-х витков (желательно) посеребренного провода диаметром 2,5 мм. Дроссель L4 состоят из 20-ти витков провода диаметром 0,8 мм, намотанных на оправке диаметром 10 мм, длина намотки 40 мм. Переменные конденсаторы С16, С17 взяты из блока частотных развязок (БЧР) радиорелейной станции (РРС) Р-405 или Р-401 (Рис. 9), их ручки выведены на переднюю панель УМ.

 

УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б
УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б
УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б
УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б
УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б
УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б
УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б



В первой версии УМ был установлен вентилятор ВВФ-71, но так как он сильно гудел, то пришлось заменить его на вентилятор М1, от импульсного блока питания ПК, запитав его от выпрямителя на VD2, C4, подключенного через помехоподавляющий фильтр на С10, L6, С11, С12 к накальной обмотке силового трансформатора Тр1 блока питания (Рис. 10).

 

УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б
УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б



Фильтр нужен для того, чтобы остатки ВЧ напряжения не попали в вентилятор М1, а импульсные помехи при работе самого вентилятора М1 не попали на вход лампы VL1. В связи с тем что вентилятор М1 у нас дует на лампу VL1 сбоку, то эффективность родного радиатора падает до 10-20 % от номинального, поэтому его пришлось поменять на радиатор от мощного диода. Расстояние от радиатора анода лампы VL1 до металлических деталей корпуса УМ не менее 4 см.

Транзисторы VT1 типа КТ815Г, КТ817Г, VT2 – КТ818Г, VT3 – КТ940А. Диодный мост VD2 и диоды VD3 – VD5 на прямой ток не менее 1 А и обратным напряжением не менее 100 В, например КД212Б, КД208Б, КД226Б, 1N4007. Диоды VD1, VD9 – кремниевые, высокочастотные, рассчитанные на прямой ток не менее 30 мА, и обратное напряжение не менее 50 В, например ВАТ41, КД522, КД510, КД521 с любым буквенным индексом. Стабилитрон VD7 на напряжение стабилизации 27…39 В, номинальный ток стабилизации не менее 50 мА, например Д816А, Б, В, Г. Стабилитрон VD8 на напряжение стабилизации 3,3…3,9 В, например КС133А, КС433А, КС407А , КС139А, КС407Б, КС439А. Светодиод VD6 – индикатор режима ТХ, красного цвета, установлен на передней панели УМ. Дроссель L6 помехоподавляющего фильтра использован от фильтра питания монитора от ПК. Все резисторы, на которых на принципиальных схемах (Рис. 1 и Рис. 2) не указанна мощность – МЛТ-0,25. «Регулируемый стабилитрон», узел управления RX/TX (Auto TX), цепи выпрямителя вентилятора М1 собраны на отдельной печатной плате (Рис. 11).

 

УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21БУКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21БУКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б

Настройка: после проверки правильности монтажа (Рис. 12) подаем питающие напряжения (Uа + 820 В, Uн ~ 12,6 В, Uупр + 50В).

 

УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б
УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б
УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б
УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б
УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б



После 10-ти минутного прогрева лампы VL1, замыкаем контакты реле К2.1, подбором резистора R11 установливаем ток покоя лампы в диапазоне 10…20 мА (напряжение смещения 6 – 7 В). Подключаем эквивалент нагрузки. Подаем на вход УМ возбуждение от УКВ радиостанции мощностью 2 – 3 Вт на частоте 145 МГц (Рис. 13), вращая подстоечники конденсаторов С5, С6 настраиваем входной контур по максимуму анодного тока лампы VL1.

 

УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б
УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б



Конденсаторами С16, С17 настраиваем выходной контур по максимуму выходного сигнала по индикатору выхода РА1, ток анода при этом возрастает до 110…130 мА. Возможно, придется сжать или растянуть витки катушки L5. В дальнейшем, при эксплуатации УМ, перестройка по частоте проводится только конденсаторами С16, С17. С указанными на схеме номиналами L5, С16, С17 выходной контур строится в диапазоне от 143 до 147 МГц (при снижении мощности на краях указанного диапазона на 10%).
Внешний вид УМ показан на Рис. 14.

 

УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б
УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б
УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б
УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б
УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б
УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б


При входном ВЧ напряжении 10 В (2 Вт) усилитель развивает, на эквиваленте нагрузки 50 Ом, ВЧ напряжение 40 В (32 Вт), а при 15 В (4,5 Вт) – 50 В (50 Вт) соответственно.

 

УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б

 

Измерения ВЧ напряжения проводились вольтметром В7-36 (Рис. 15) с ВЧ-головкой и делителем напряжения 1:10 Д-524 на эквиваленте нагрузки М-69 50 Ом 200 Вт (Рис. 16).

 

УКВ усилитель мощности на металлокерамическом триоде ГИ-21Б

 

Скачать схемы в формате splan:

ris.-1-um-na-gi-21b.spl [57.96 Kb] (скачувань: 128)

ris.-2-bp-dlya-gi-21b.spl [23.07 Kb] (скачувань: 90)

UR5YW, Мельничук Василий, г. Черновцы, Украина.
E-mail: ur5ycw@gmail.com

Шановний відвідувач, ви зайшли на сайт як незареєстрований користувач.
Рекомендуємо вам зареєструватись або увійти на сайт під своїм позивним.

Коментарі:

Залишити коментар