Транзисторные усилители мощности кв диапазона. Ламповый кв усилитель мощности Предварительный усилитель мощности для кв трансивера

Усилители мощности ВЧ

КВ ЛИНЕЙНЫЙ ЛАМПОВЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ СЕГОДНЯ

Часть первая

Очень многие коротковолновики убеждены - о ламповых усилителях известно все. И даже больше... Может быть. Вот только число некачественных сигналов в эфире не уменьшается. Скорее наоборот. И что самое печальное, все это происходит на фоне роста количества используемых промышленных импортных трансиверов, параметры передатчиков которых достаточно высоки и удовлетворяют требованиям FCC (американской Федеральной комиссии связи). Однако иных моих коллег по эфиру, смирившихся с тем, что FT 1000 "на коленке" не сделаешь и использующих РА, сконструированные по канонам тридцатилетней давности (ГУ29 + три ГУ50) и т.д., не покидает уверенность, что по РА "мы впереди планеты всей". Замечу, "они там, за рубежом", не только покупают, но и конструируют РА, достойные внимания и повторения.

Как известно, на KB в усилителях мощности применяются схемы с общей сеткой (ОС) и с общим катодом (ОК). Выходной каскад с ОС - почти стандарт для радиолюбителей СНГ. Здесь используются любые лампы - и специально предназначенные для работы по схеме с ОС, и лампы для линейного усиления в схемах с ОК. По-видимому, объяснить это можно следующими причинами:
- схема с ОС теоретически не склонна к самовозбуждению, т.к. сетка заземлена либо по ВЧ, либо гальванически;
- в схеме с ОС линейность на 6 дБ выше за счет отрицательной обратной связи по току;
- РА с ОС обеспечивают более высокие энергетические показатели, чем РА с ОК.

К сожалению, что хорошо в теории, на практике хорошо не всегда. При использовании тетродов и пентодов с высокой крутизной вольтамперной характеристики, третья сетка или лучеобразующие пластины которых не соединены с катодом, РА с ОС могут самовозбуждаться. При неудачном монтаже, некачественных комплектующих (особенно конденсаторах) и плохом согласовании с трансивером легко создаются условия баланса фаз и амплитуд для получения классического автогенератора на KB или УКВ по схеме с ОС. Вообще, согласовать трансивер с РА по схеме ОС не так просто, как об этом иногда пишут. Часто приводимые цифры, например 75 Ом для четырех Г811, верны только теоретически. Входное сопротивление РА с ОС зависит от мощности возбуждения, анодного тока, настройки П-контура и т.д. Изменение любого из этих параметров, например повышение КСВ антенны на краю диапазона, вызывает рассогласование на входе каскада. Но и это еще не все. Если на входе РА с ОС не применяется настроенный контур (а это обычное явление в самодельных усилителях), то напряжение возбуждения становится несимметричным, т.к. ток от возбудителя протекает только на отрицательных полупериодах входного напряжения, и это увеличивает уровень искажений. Таким образом, возможна ситуация, когда вышеприведенные факторы сведут на нет преимущества схемы с ОС. Но, тем не менее, РА с ОС популярны. Почему?

На мой взгляд, вследствие отличных энергетических показателей: когда необходимо "качнуть мощу", схеме с ОС цены нет. О линейности усилителя при этом думают в последнюю очередь, ссылаясь на крепко усвоенное из - "вносимые каскадом искажения мало зависят от выбора рабочей точки на характеристике". Например разработанная для линейного усиления однополосных сигналов лампа ГУ74Б в типовом включении в схеме с ОК должна иметь ток покоя около 200 мА, и вряд ли удастся при этом получить выходную мощность более 750 Вт (при Ua=2500 В) без риска для долголетия лампы, т.к. мощность рассеяния на аноде будет предельной. Другое дело, если ГУ74Б включить с ОС - ток покоя можно установить менее 50 мА, а получить выходную мощность 1 кВт . Сведений об измерении линейности подобных РА разыскать не удалось, а аргументы типа "на данном усилителе проведено множество QSO, и корреспонденты неизменно отмечали высокое качество сигнала" - субъективны, следовательно, неубедительны. Мощность более 1 кВт в приведенном выше примере обеспечивает популярный промышленный ALPHA/POWER ETO 91В, использующий пару ламп ГУ74Б с ОК в рекомендованном производителем режиме работы с известными интермодуляционными характеристиками. По-видимому, разработчики данного усилителя были озабочены не только экономическими соображениями (еще одна лампа удорожает и усложняет конструкцию), но и соответствием параметров РА нормам и требованиям FCC.

Достоинством РА с ОС считается отсутствие необходимости стабилизации напряжений экранной и управляющей сеток. Верно это лишь для схемы, в которой указанные сетки непосредственно соединены с общим проводом . Подобное включение современных тетродов вряд ли можно считать корректным - не только отсутствуют данные о линейности каскада в таком режиме, но и мощность рассеяния на сетках, как правило, превышает допустимую. Мощность возбуждения для такой схемы - около 100 Вт, а это вызывает повышенный разогрев трансивера, например при интенсивной работе на общий вызов. Кроме того, при длинном соединительном кабеле требуется применение на входе усилителя коммутируемого П-контура, чтобы избежать высоких значений КСВ и связанных с этим проблем.

К недостаткам схем с ОК причисляют необходимость стабилизации напряжений экранной и управляю щей сеток; однако у современных тетродов в режиме АВ1 мощность, потребляемая указанными цепями, невелика (20...40 Вт), а стабилизаторы напряжения на доступных в настоящее время высоковольтных транзисторах достаточно просты. Если на силовом трансформаторе отсутствуют необходимые напряжения, можно применить подходящие маломощные трансформаторы, подключив их наоборот - вторичной обмоткой к напряжению накала 6,3 или 12,6 В. Другой недостаток схемы с ОК - большая мощность рассеяния на аноде в паузах передачи. Один из возможных путей ее снижения приведен на рис.1 (упрощенная схема из ).

Напряжение возбуждения через емкостный делитель подается на двухполупериодный выпрямитель VD1, VD2 и далее - на компаратор DA1. Срабатывание компаратора переводит лампу из закрытого состояния в рабочий режим. В паузах передачи напряжение возбуждения отсутствует, лампа заперта, и мощность рассеяния на аноде незначительна.

На мой взгляд, РА с ОС может применяться на KB с устаревшими лампами - для удешевления конструкции, или с лампами, специально предназначенными для работы в таком включении. Применение на входе настроенного LC-контура невысокой добротности или П-контура обязательно. Это особенно актуально для трансиверов с широкополосными транзисторными выходными каскадами, нормальная работа которых возможна только на согласованную нагрузку. Безусловно, если выходной каскад трансивера имеет настраиваемый П-контур или антенный тюнер, и длина соединительного кабеля не превышает 1,5 м (т.е. представляет собой емкость для используемого диапазона частот), такой контур можно рассматривать как входной для РА. Но в любом случае применение П-контура на входе РА значительно снижает вероятность самовозбуждения на УКВ. Кстати, именно так реализовано подавляющее большинство РА с ОС, описанных в зарубежной литературе и выпускаемых промышленностью для коротковолновиков. Для радиолюбителей, задумавших создать РА мощностью 500 Вт и более, рекомендуется применение ламп, специально разработанных для линейного усиления радиочастотных сигналов в схеме с ОК. Особую актуальность данная рекомендация приобретает при использовании дорогостоящих "фирменных" трансиверов - в РА с ОС при самовозбуждении на входе присутствует значительная мощность ВЧ- или СВЧ-колебаний, что может привести к выходу из строя либо выходного каскада, либо входных цепей трансивера (в зависимости от коммутации цепи RX - ТХ в момент возникновения самовозбуждения). Увы, это не авторская фантазия, а реальные случаи из практики.

И еще одну проблему нельзя не затронуть, рассматривая ламповые РА - с легкой руки В.Жалнераускаса и В.Дроздова популярность приобрели схемы построения передающей части трансивера, когда после диапазонного полосового фильтра для возбуждения лампового усилителя используется линейное усиление радиочастотного сигнала транзисторными каскадами без промежуточной фильтрации. Конструктивно трансивер упрощается, но цена такой простоты - повышенное содержание побочных излучений при недостаточно тщательной настройке подобных схем.

Ситуация еще больше ухудшается, когда выходной мощности трансивера недостаточно для "раскачки", например в случае ГУ74Б с ОК с широкополосной входной цепью на трансформаторе 1:4. Необходимого усиления обычно добиваются дополнительным широкополосным каскадом . Если используется низкая ПЧ, и после двух-трехконтурного ДПФ передающий тракт имеет коэффициент усиления 40...60 дБ по мощности, а П-контур является единственной селективной цепью этого тракта, то не обеспечивается достаточное подавление побочных излучений. Последствия можно услышать на любительских диапазонах ежедневно, например вторые гармоники, почти равные по мощности основному сигналу. Послушайте, к примеру, участок 3680...3860 кГц, и почти обязательно услышите сигналы второй гармоники от SSB-станций 160-метрового диапазона. Собственно РА также обладает определенной нелинейностью, поэтому даже при подаче на него спектрально чистого радиочастотного сигнала на выходе неизбежно присутствуют гармоники. Одиночный П-контур можно рекомендовать при выходной мощности до 1 кВт. При большей мощности зарубежные любительские и промышленные РА используют П-L контур, изображенный на рис. 1 - коэффициент фильтрации у него в два раза выше.

Рассмотрим теперь схемные решения, демонстрирующие достаточно требовательный подход при конструировании РА.

Публикация знакомит нас с американской версией самодельного РА на ГУ74Б. George Т. Daughters, AB6YL, задумав переделать промышленный усилитель Dentron MLA2500, первоначально построенный на триодах по схеме с ОС, остановил свой выбор на лампе ГУ74Б (американское обозначение - 4СХ800А). Для этого проекта он посчитал оптимальным использование режима подачи сигнала возбуждения на управляющую сетку, где входная мощность рассеивается на пятидесятиомном резисторе между сеткой и общим проводом. Это позволило устранить необходимость в настроенных входных контурах и легко обеспечить широкополосность. Низкий импеданс цепи управляющей сетки помогает избежать самовозбуждения и обеспечивает выходному каскаду трансивера стабильную резистивную нагрузку с низким КСВ. Кроме того, очень популярный коммерческий усилитель ALPHA/POWER 91B с выходной мощностью 1500 Вт использует пару 4СХ800А в таком включении - это уже опробованная схема!

Схема усилителя приведена на рис. 2.

Большая входная емкость 4СХ800А (около 50 пФ) требует применения индуктивной компенсации, особенно на высокочастотных диапазонах. Проволочный резистор R1B 6 Вт/6 Ом обеспечивает необходимую индуктивность и дополняет совместно с безиндуктивными R1A и R1С сопротивление нагрузки до требуемого - 50 Ом/50 Вт. Согласно измерениям AB6YL, на частотах ниже 35 МГц входной КСВ - менее 1,1.

Энергетические показатели усилителя можно улучшить, подключая безиндуктивный резистор R2 сопротивлением до 30 Ом между катодом и общим проводом. Этот резистор обеспечивает отрицательную обратную связь, что позволяет снизить ток покоя и несколько улучшить линейность; уровень составляющих пятого порядка уменьшается при этом примерно на 3 дБ.

Параметры П-контура не приводятся, т.к. использованы компоненты от Dentron - MLA2500.

Накал 4СХ800А должен быть включен минимум за 2,5 минуты до подачи напряжений возбуждения и питания.

Технические условия на 4СХ800А/ ГУ74Б , поставляемые на американский рынок, рекомендуют напряжение смещения на управляющей сетке около -56 В при экранном напряжении +350 В. Источник питания управляющей сетки состоит из маломощного трансформатора Т2, включенного наоборот - на вторичную обмотку, используемую как первичная, подается напряжение 6,3 В от основного трансформатора Т1, что обеспечивает около 60 В переменного напряжения. На выходе параметрического стабилизатора VD9, R12 присутствует напряжение -56 В. Любой ток управляющей сетки вызывает нелинейные искажения, приводящие к splatter. Детектор тока сетки собран на операционном усилителе DA1, включенном по схеме компаратора. Когда ток сетки превышает несколько миллиампер, увеличивается падение напряжения на R16, вызывая срабатывание компаратора и свечение красного светодиода.

Экранная сетка питается от стабилизатора напряжения (VT1, VT2, VD7) с защитой от превышения потребляемого тока. Контакты реле К2 переключают экранную сетку между общим проводом (через R13) в режиме приема и напряжением +350 В в режиме передачи. Резистор R9 предотвращает броски напряжения при коммутации реле. Ток экранной сетки индицируется стрелочным прибором РА1, т.к. у тетродов ток экранной сетки - лучший индикатор резонанса и настройки, нежели ток анода. В режиме передачи анодный ток покоя должен быть 150...200 мА, при этом ток экранной сетки составляет около -5 мА (если используется прибор без нуля посередине, то стрелка переместится влево до упора). Усилитель работает в линейном режиме и не нуждается в ALC (пока нет тока управляющей сетки) при токе анода 550...600 мА и токе экранной сетки примерно 25 мА. Если ток экранной сетки при резонансе превышает 30 мА, необходимо увеличить связь с нагрузкой или уменьшить мощность возбуждения. При настройке усилителей на тетродах необходимо помнить, что ток анода увеличивается с ростом мощности возбуждения; ток экранной сетки максимален при резонансе или слабой связи с нагрузкой. Не следует, настраивая усилитель по максимальной выходной мощности, превышать значения параметров, указанных в ТУ для оптимальной линейности. Необходимая мощность возбуждения усилителя уменьшается на высокочастотных диапазонах. Это объясняется влиянием емкости катод - подогреватель, которая шунтирует резистор R2, уменьшая ООС. Необходимо помнить об этом, чтобы избежать перевозбуждения усилителя на 15 и 10 метрах. (Или применить ВЧ-дроссель в цепи накала. Прим. ред.)

Параметры усилителя при входной мощности около 45 Вт приведены в табл.1. (Значение выходной мощности, по-видимому, несколько завышено. Прим.ред.) Перед выключением усилителя после сеанса работы нужно оставить его в положении standby приблизительно на три минуты - вентилятор должен охладить лампу.

Табл.1
Напряжение анода 2200 В
Ток покоя анода 170 мА
Ток анода максимальный 550 мА
Ток экранной сетки максимальный 25 мА 0
Мощность рассеивания на аноде без сигнала 370 Вт
Мощность подводимая 1200 Вт
Мощность выходная 750Вт

Часть вторая

Стремление обеспечить надежную и долговечную работу высоколинейного усилителя мощности ярко продемонстрировал Mark Mandelkern, KN5S . Принципиальные схемы усилителя и вспомогательных цепей приведены на рис.3...8.

Не стоит удивляться обилию полупроводниковых приборов - их применение оправдано и заслуживает внимания, особенно применение схемы защиты. (Однако нельзя утверждать, что все они абсолютно необходимы. Прим. ред.)

При проектировании РА преследовались следующие цели:
- питание нагревателя лампы от стабилизированного источника постоянного тока; применение автоматических таймеров разогрева и охлаждения;
- измерение всех параметров, включая анодный ток и напряжение, без неудобных коммутаций;
- наличие стабилизированных источников смещения и экранного напряжения, допускающих подстройку напряжения в широких пределах;
- обеспечение работоспособности при значительных колебаниях напряжения сети (особенно это актуально при работе в полевых условиях от генератора электрического тока).

Источнику питания подогревателя мощных генераторных ламп редко уделяется должное внимание, а ведь он во многом определяет долговечность работы лампы и стабильность выходной мощности. Разогрев подогревателя должен происходить постепенно, не допуская бросков тока через холодную нить накала. В режиме передачи, когда происходит интенсивная эмиссия электронов, очень важно обеспечить постоянство напряжения накала и, соответственно, температуры катода. Вот основные причины применения для накала лампы стабилизированного источника питания с ограничителем потребляемого тока, который исключает бросок тока в момент включения.

Схема блока питания показана на рис.4 . Выходные напряжения допускают следующие диапазоны регулировки: от 5, 5 до 6 В (накал), от 200 до 350 В (экранная сетка) и от -25 до -125 В (управляющая сетка).

Стабилизатор напряжения накала использует популярную микросхему LN723 в типовом включении. Значительный ток накала тетрода 4СХ1000 (около 9 А) и соединение катода и подогревателя внутри лампы потребовали отдельных проводников большого сечения для сильноточной цепи (А- и А+); по цепи S- и S+ выходное напряжение подается на схему сравнения стабилизатора. Предохранитель FU1 на 10 А лучше всего запаять, а не использовать держатель.

Схема управления нагревателем показана на рис.5 . Схема исключает использование усилителя во время прогрева и защищает нагреватель от повышенного напряжения при неисправности стабилизатора. Защита обеспечивается отключением нагревателя с помощью реле К2 (рис.4). Кроме того, датчик воздушного потока через лампу SA2 (рис.4) контролирует работоспособность вентилятора. Если воздушный поток отсутствует, это также приведет к отключению реле К2 и стабилизатора напряжения накала.

Таймер разогрева (DA3 на рис.5) настроен на пять минут. По ТУ достаточно трех минут, но более длительный разогрев продлит жизнь лампы. Таймер запускается только после появления напряжения на нагревателе. Это определяет компаратор DA2.2, подключенный к точке S+. Так, например, если плавкий предохранитель сгорел, таймер не начнет работу, пока вы не замените предохранитель. При превышении напряжения (например при пробое регулирующего транзистора VT1) срабатывает триггер на DA2.3 и закрывается транзистор VT2, отключая напряжение от обмотки реле К2 (точка HR на рис.5). Конденсатор СЗ обеспечивает начальную установку триггера и, соответственно, открывание транзистора VT2 при подаче напряжения питания.

Наряду с таймером разогрева, усилитель нуждается в таймере охлаждения лампы перед выключением (DA4). При выключении усилителя цепь +12 В разряжается быстрее, чем цепь +24 В (имеющая минимальную нагрузку в режиме приема). На выходе DA2.1 появляется напряжение +24 В, и запускается таймер охлаждения. После запуска на выводе 7 DA4 присутствует низкий уровень напряжения, приводящий к срабатыванию реле К1 (рис.4), через контакты которого обеспечивается работа стабилизаторов +12/-12 В и +24 В. Приблизительно через три минуты на выводе 7 появляется высокий уровень, реле К1 возвращается в исходное состояние, и усилитель окончательно обесточивается. Цепь +24 RLY исключает работу таймера охлаждения, если по каким-либо причинам усилитель был выключен и сразу же включен. Например, прохождение радиоволн заканчивается и диапазон кажется мертвым - вы выключаете усилитель. Внезапно появляется интересный корреспондент - тумблер питания вновь в положении ON! При переходе в режим передачи напряжение +24RLY переводит DA2.1 в низкое состояние и сбрасывает таймер охлаждения.

Как и в случае с напряжением накала, стабилизатор напряжения экранной сетки редко удостаивается внимания при конструировании РА. А зря... Мощные тетроды из-за явления вторичной эмиссии имеют отрицательный ток экранной сетки, поэтому источник питания данной цепи должен не только отдавать ток в нагрузку, но и потреблять его при изменении направления. Последовательные схемы стабилизаторов этого не обеспечивают, и при появлении отрицательного тока экранной сетки транзистор последовательного стабилизатора может выйти из строя. Потеряв несколько высоковольтных транзисторов при настройке усилителя, радиолюбители приходят к решению установить мощный резистор сопротивлением 5...15 кОм между экранной сеткой и общим проводом, смирившись с бесполезным рассеиванием мощности. Применение параллельного стабилизатора напряжения, который может не только отдавать, но и принимать на себя ток, позволяет добиться безотказной работы, однако желательно использовать защиту от превышения тока.

Стабилизатор напряжения экранной сетки собран на транзисторах VT3, VT4 (рис.4). Вместо VT3 типа 2N2222A можно использовать высоковольтный, исключив параметрический стабилизатор R6, VD5, но при этом возможно ухудшение коэффициента стабилизации, т.к. высоковольтные транзисторы имеют невысокий коэффициент усиления. Выходное напряжение определяется суммой напряжения стабилизации VD11 и напряжения на переходах база-эмиттер транзисторов VT3, VT4 (15+0,6+0,6=16,2 В), умноженной на коэффициент, определяемый делителем напряжения R11,R12,R13 (12...20) на выходе стабилизатора.

Шунтирующий транзистор установлен непосредственно на алюминиевой пластине размерами 70х100х5 мм, которая, в свою очередь, крепится на боковой стенке с использованием керамических изоляторов. Резистор R7 ограничивает пиковый ток через шунтирующий транзистор VT4 величиной порядка 100 мА.

Схема ПРИЕМ-ПЕРЕДАЧА (рис.6) проверяет шесть сигналов: наличие воздушного потока через лампу (+12Н), состояние переключателя OPERATE-STANDBY, завершение разогрева накала, наличие анодного напряжения, наличие напряжения смещения и состояние схемы защиты от перегрузки. Схема коммутации прием-передача обеспечивает задержку срабатывания реле КЗ 50 мс (рис.4) при переходе на передачу и задержку отключения коаксиального реле 15 мс при переходе на прием. Если используются вакуумные реле, синхронизация реле может быть легко изменена для полного QSK.

Операционные усилители схемы коммутации прием-передача на рис.6 используют очень простые R-C цепи для получения задержки переключения. В режиме передачи на выходе DA1.4 присутствует напряжение порядка +11 В, что обеспечивает быстрый заряд конденсатора С4 через диод VD8 цепи коаксиального реле коммутации антенны Kant. Конденсатор С5 цепи реле питания экранной сетки заряжается при этом через резистор R26, поэтому экранное реле срабатывает позже. При переходе в режим приема на выходе DA1.4 появляется напряжение около -11 В, и происходит обратный процесс. Вход KEY позволяет уменьшить мощность рассеяния на аноде в паузах передачи и избежать изменения формы посылки CW-сигнала при работе с РА, но для этого необходимо, чтобы трансивер имел соответствующий выход. Схема блокировки при перегрузках (рис.7) срабатывает, когда ток управляющей или экранной сетки, или анода превышает значение 1 мА, -30 мА и 1150 мА соответственно. Схема защиты от перегрузки экранной сетки функционирует только при отрицательных токах. Ограничителем положительного тока экранной сетки является резистор R27 в схеме стабилизатора напряжения. Срабатывание схемы защиты от перегрузки (рис.8) вызывает отключение схемы ПРИЕМ-ПЕРЕДАЧА по цепи OL (рис.6), включение с помощью контактов реле К1 дополнительного резистора R2 в цепи смещения управляющей сетки, включение генератора на DA2.4 и мигание красного светодиода VD9 ПЕРЕГРУЗКА на передней панели.

От однополярного источника +24 В питается только микросхема DA2 (рис.5). Все другие операционные усилители используют напряжение питания +12/-12 В.

На рис.7 приведена схема измерения. Пять стрелочных приборов позволяют измерять с помощью дополнительных кнопок 10(!) параметров: прямую/отраженную мощность в антенне, ток/напряжение управляющей сетки, анодный ток/напряжение, ток/напряжение экранной сетки, напряжение/ток накала. Для считывания значений параметров, указанных через дробь, необходимо нажать соответствующую кнопку. Основные параметры считываются немедленно; вторичные параметры имеют большое значение только при начальной настройке и для подстройки после замены лампы. Самый простой неинвертирующий усилитель, используемый здесь - для измерения анодного напряжения (DA2.1). Допустим, что предел измерений должен быть 5000 В; делитель R7, R8 (рис.3) имеет коэффициент деления 10 000, т.е. 5000 В в точке HV2 - это 0,5 В. Резистор R9 не влияет на работу схемы, поскольку операционный усилитель имеет высокое входное сопротивление. При напряжении питания +12/-12 В максимальное выходное напряжение усилителя около +11/-11 В. Допустим, что +10 В выходного напряжения операционного усилителя соответствуют полному отклонению стрелки измерительного прибора при использовании резистора R22 10 кОм и прибора на 1 мА. Требуемый коэффициент усиления (10/0,5) равен 20. Выбрав R15=10к0м, находим, что резистор обратной связи должен иметь сопротивление 190 кОм. Указанный резистор составлен из подстроечного резистора R20 сопротивлением приблизительно в половину номинального значения и постоянного резистора R19, выбранного из ряда стандартных значений.

Схема измерения тока анода аналогична. Напряжение, пропорциональное анодному току, снимается с резистора отрицательной обратной связи R2 в цепи катода (рис.3). Конденсатор С2 обеспечивает демпфирование показаний измерительного прибора РАЗ при работе SSB.

Экранное напряжение измеряется аналогичным образом. Номиналы резисторов, определяющих коэффициент усиления схем измерения прямой и обратной мощности, зависят от конструкции направленного ответвителя.

Несколько иначе реализована схема измерения тока экранной сетки. Выше указывалось, что ток экранной сетки может иметь и отрицательные, и положительные значения, т.е. требуется измерительный прибор с нулем посередине. Схема реализована на операционном усилителе DA2.3 и имеет диапазон измерения -50...0...50 мА, используя для индикации обычный прибор с нулем слева.

При 50 мА положительного тока экранной сетки падение напряжения на резисторе R23 (рис.4) составляет -5В в точке -Е2. Таким образом, от операционного усилителя необходимо усиление -1, чтобы получить требуемое выходное напряжение +5 В для отклонения стрелки на половину шкалы. При R23=10 кОм резистор обратной связи должен иметь номинальное значение 10 кОм; используются подстроечный R32 и постоянный R30 резисторы. Для смещения стрелки прибора на середину шкалы при напряжении питания -12 В требуется коэффициент усиления +5/-12=-0,417. Точное значение коэффициента усиления и, соответственно, нуль шкалы, устанавливается подстроечным резистором R25.

На операционных усилителях DA2.2, DA2.4 реализована расширенная шкала измерения напряжения накала. Дифференциальный усилитель DA2.2 преобразует напряжение накала в однополярное, т.к. точка S не соединена непосредственно с общим проводом. Суммирующий усилитель DA2.4 реализует расширенный масштаб измерения - от 5,0 до 6,0 В. Фактически, это вольтметр с пределом измерения 1 В, смещенный к начальному значению 5 В.

В схемах выпрямителей применяемые диоды должны быть рассчитаны на соответствующий ток, остальные - любые импульсные кремниевые диоды. За исключением высоковольтных транзисторов, можно применять любые маломощные соответствующей структуры. Операционные усилители - LM324 или подобные. Измерительные приборы - РА1...РА5 с током полного отклонения 1 мА.

Приведенные схемы, безусловно, усложняют РА. Но для надежной повседневной работы в эфире и в соревнованиях стоит затратить дополнительные усилия на создание действительно качественного устройства. Если на диапазонах будет больше чистых и громких сигналов, то в выигрыше окажутся все радиолюбители. За QRO без QRM! Выражаю благодарность И.Гончаренко (EU1TT), советы и замечания которого оказали большую помощь при работе над статьей.

Литература

1. Бунимович С., Яйленко Л. Техника любительской однополосной радиосвязи. - Москва, ДОСААФ, 1970.
2. Радио, 1986, N4, С.20.
3. Дроздов В. Любительские KB трансиверы. - Москва, Радио и связь, 1988.
4. QST ON CD-ROM, 1996, N5.
5. http: //www.svetlana.com/.
6. QEX ON CD-ROM, 1996, N5.
7. QEX ON CD-ROM, 1996, N11.
8. Радиолюбитель. KB и УКВ, 1998, N2, С.24.
9. Радиолюбитель, 1992, N6, С.38.
10. ALPHA/POWER ETO 91B User"s Manual.

Г.ПЕЧЕНЬ (EW1EA) "КВ и УКВ" №9 1998 год

Вопреки распространённому мифу, радиоэлектроникой занимаются не только из-за экономии средств, но и просто по интересу. Подтверждением тому является довольно хорошо развитое радиоаматорство на Западе, даже среди зажиточных англичан. Недавно на своём блоге один из тамошних радиолюбителей выложил неплохой самодельный усилитель мощности на лампах, с конструкцией и схемой которого мы и решили вас ознакомить. УНЧ однотактный — SimpleSE схемотехника.

Схема усилителя мощности на лампах

Около 95% ламповых SSE усилителей были созданы именно по такой схеме. Это хорошо испытанное и проверенное сочетание. И если это ваш первый проект на лампах — данная схема очень рекомендуется. Усилитель работает с анодным питанием примерно 450 вольт. Кроме указанных, все популярные звуковые лампы могут быть использованы в нем (например 6Н2П и 6П3С).

Компоненты усилителя

• Предусилитель: 12at7
• Мощные лампы: 6v6
• Выпрямитель: 5u4gb
• Выходные трансформаторы: Edcor GXSE15-8-5K
• Силовой трансформатор: Edcor XPWR002

Это классическая схема SSE усилителя, где одна лампа является предусилителем, а другая — оконечным каскадом, нагруженным на звуковой трансформатор. Режим Триод / Ультралинейный и переключатель обратной связи являются необязательными. Дроссель тоже можете не ставить, потому он и выведен по схеме за пределы. Резистор фильтра питания R1 и дроссель не должны использоваться одновременно. Установите или одно или другое. Дроссель рекомендуется использовать только при высокой чувствительности колонки. Катодные резисторы смещения (R17 и R27) могут иметь другое значение в вашем усилителе. Конденсаторы фильтра C1 и C2 тоже могут отличаться — желательно в бОльшую сторону.

Высоковольтные стабилизаторы анодного тока на лампы 12at7 выполнены на микросхемах 10M45. Почитайте про них в даташите . Если у вас их нет, и нет возможности купить — просто исключите такие детали и переведите предусилитель в классический вариант включения, как в этой схеме .

Корпус УМЗЧ

Раз уж взялись за аппарат на лампах — то и корпус будем делать под старину. Прекрасным винтажным материалом является дерево. Уж с ДСП точно ни у кого проблем не возникнет. Нужно лишь аккуратно всё спроектировать, учитывая размеры используемых элементов, выпилить, и, при необходимости, покрасить.

В итоге получается вот такой красивый усилитель мощности на лампах, полностью собранный своими руками. Схема не сложная и хорошо запускается при первом включении, если конечно собрана без ошибок. Только помните о безопасности при работе с высокими напряжениями.

Ламповый кв усилитель мощности собран на 4-х лампах ГУ-50. Включенных параллельно по схеме с общими сетками, и предназначен для работы в диапазонах 80, 40, 30, 20, 15 и 10 м. Если монтаж усилителя выполнен согласно требованиям, предъявляемым к таким устройствам, не требуется нейтрализация проходной емкости ламп. Максимальная выходная мощность усилителя - 350 - 400 Вт.Для питания усилителя используются два силовых трансформатора. Выходы выпрямителей на диодах VD1 - VD4 и VD5 - VD8 включены параллельно и нагружены на емкостный фильтр (электролитические конденсаторы С1 -СЗ). Параллельно каждому диоду выпрямителя включен высокоомный резистор и конденсатор небольшой емкости. Что повышает электрическую “прочность” выпрямителей и уменьшает пульсации выходного напряжения.Анодное напряжение составляет приблизительно 1000 В.
Усилитель мощности

Постоянное напряжение +15 В получается на выходе однополупериодного выпрямителя VD9-C4 и используется для питания реле и светодиодов, индицирующих режим работы усилителя.
Напряжение накала подается на подогреватели ламп через дроссель Др6.
На входе усилителя установлен фильтр нижних частот C6-L1-C7 с частотой среза около 30 МГц. Тем не менее, учитывая, что входное сопротивление усилителя довольно низкое и меняется в зависимости от диапазона. Между усилителем и трансивером желательно установить согласующее устройство. Хорошо согласованный с трансивером усилитель при небольшой мощности возбуждения (около 50 Вт) позволяет получить выходную мощность 400 Вт (и даже больше!). И обеспечивает на выходе спектрально чистый сигнал (конечно, если трансивер и усилитель исправны и работают в номинальных режимах).

Если ламповый КВ усилитель мощности будет эксплуатироваться с трансивером,

на выходе которого установлен П-контур. То при использовании короткого соединительного кабеля между этими устройствами согласующее устройство не требуется. На выходе усилителя установлен традиционный П-контур, но т.к. “анодный” конденсатор переменной емкости С11 имеет малые начальную и максимальную емкость, к нему в диапазоне 80 м параллельно подключается конденсатор С12.
При замыкании контактов переключателя S2.1 срабатывает реле К1, с помощью контактов которого выход трансивера подключается к входу усилителя. Выход усилителя к антенне, а катоды ламп VL1 - VL4 - к общему проводу (через резистор R2).

Анодный дроссель Др7 намотан на ребристом керамическом каркасе 40 мм и содержит 30 витков провода 0,5 мм.
Резистор R2 состоит из двух включенных параллельно резисторов сопротивлением по 1 Ом.
Катушка L1 - бескаркасная, намотана проводом 0,1 мм на оправке 12 мм и содержит 11 витков, катушка L2 - 9 витков посеребренного провода 3 мм, намотанного на ребристом керамическом каркасе. Положение отводов подбирается при настройке КСВ на выходе усилителя не должен превышать 2. Кроме того, рекомендуется подключать антенну к усилителю через фильтры нижних частот, а при длительной работе в режиме передачи применять принудительное охлаждение.

Схему в формате Splan можно скачать

Транзисторные усилители мощности КВ диапазона (низкие частоты от 3 до 30 МГц) для трансивера и радиостанции пользуются большим спросом у радиолюбителей. Прежде чем найти обоснование подобному факту, следует отметить, что законодательством страны допускается использование радиоточек до 10 Вт, но люди нередко стремятся купить транзисторные усилители мощности КВ диапазона для трансивера и рации в 50, 100 и даже 200 Вт. Чем это обусловлено? Всё просто.

Для чего нужны мощные усилители?

КВ транзисторные усилители мощности стремятся купить в следующих ситуациях:

• при эксплуатации раций в условиях большого, густонаселённого города. Стандартные рации мощностью 4 и 10 Вт не способны справиться с помехами, возникающими из-за работы различных предприятий и других причин. Решить проблему способны КВ усилители мощности на транзисторах;
• при использовании радиоточки в автомобиле. Низкорасположенная антенна не способна обеспечить устойчивую качественную связь. Именно поэтому автомобилисты стремятся купить использовать усиливающие устройства на транзисторах, отличающиеся от ламповых компактностью;
• при совершении турпоходов. Рации низкой частоты нередко используются туристами. С ними часто случаются различные ЧП. Подавать сигнал об их возникновении можно любым доступным способом, даже используя радиостанцию мощностью 200 Вт.

Как правило, цена на подобное усиливающее устройство довольно высока. Тем не менее, можно найти места, где стоимость усилителей находится на приемлемом уровне. Например, продажа радиотоваров, цена которых довольно низка, ведется магазином «РадиоЭксперт».

Преимущества заказа в «РадиоЭксперт»

Интернет-магазин предлагает недорого заказать различные радиотовары, в том числе и усилители. Ознакомиться с реализуемой продукцией поможет прайс-лист. Стоит отметить, что компания оказывает полную информационную поддержку клиентов.
Онлайн-магазином «РадиоЭксперт» осуществляется доставка всей купленной продукции. Россия и другие страны СНГ – основной рынок сбыта.

Автор настоящей статьи прошел путь от наблюдателя до оператора радиостанции первой категории, создавая аппаратуру своими руками. Накопленный им опыт, а также опыт других радиолюбителей поможет усовершенствовать свою радиостанцию и «не наступить на грабли» типичных ошибок. Вначале поделюсь методами повышения эффективности передающего тракта радиостанции, не перегружая излишними расчетами.

Итак, начну со ставшей уже банальной фразы: «Рано или поздно перед радиолюбителем встает вопрос о повышении эффективности своей радиостанции» . Считаю, что этот вопрос стоит перед радиолюбителем всегда, и есть два пути его решения. Первый - приобретение фирменных антенн и аппаратуры, но далеко не все могут себе это позволить по материальным соображениям. Второй путь - это постройка антенн и аппаратуры своими руками или приобретение аппаратуры, изготовленной другими радиолюбителями, которая значительно дешевле фирменной, а по своим параметрам нередко ей не уступает. От ошибок на этом пути мне и хотелось бы предостеречь читателя.

Одной из основных проблем передающего тракта любительской радиостанции является создание помех другим радиоэлектронным средствам. В основном, это помехи телевидению (TVI ).

Причин возникновения TVI может быть много , но остановимся на основных:
— сигналы гетеродинов и продукты преобразования в смесителях передающего тракта, плохо отфильтрованные и усиленные выходным каскадом радиостанции, излучаются антенной;
— нелинейность выходного каскада передатчика и, как следствие, излучение множества гармонических составляющих сигнала;
— блокирование приемного тракта телевизора мощным сигналом любительского передатчика. Иными словами, низкий динамический диапазон приемного тракта телевизора.

Чаще всего указанные причины возникновения TVI присутствуют одновременно. Первые две можно устранить или значительно снизить на передающей стороне.

Третья причина - наиболее серьезная в радиолюбительской практике, т.к. нереально в многоквартирном доме на входе каждого телевизора установить дополнительный фильтр, а разнос телевизионных антенн и антенн любительской радиостанции на разумно приемлемые расстояния не всегда дает желаемый эффект. В этом случае радиолюбителю остается повышать эффективность своей радиостанции только за счет совершенствования антенного хозяйства.

Разберем типичный случай. На радиостанции используется трансивер с выходной мощностью 30 - 70 Вт. Обычно выходной каскад таких трансиверов собран на лампах ГУ-29 или ГУ-19, реже - на транзисторах. Антенна, позволяющая работать на всех или нескольких диапазонах, - обычно Windom, T2FD или Inverted V. Казалось бы, все прекрасно - радиостанция работает, не создавая помех ни соседям-радиолюбителям, ни соседям-телезрителям. Только трудно бывает пробиться в «пайлапах», да и радиосвязи с другими континентами удаются с трудом, хотя другие, более мощные радиостанции успешно решают эту проблему. На первый взгляд, что может быть проще, чем включить между трансивером и антенной усилитель мощности? Прикинув, что мощности трансивера достаточно для раскачки усилителя на трех лампах ГУ-50 с заземленными сетками, радиолюбитель собирает такой усилитель, совершая первую ошибку. Коллеги-радиолюбители в эфире отмечают увеличение силы сигнала при работе с усилителем до 2-3 баллов. Однако эта радостная весть вскоре омрачается стуком в дверь разъяренных соседей-телезрителей. Им явно не по душе такое усовершенствование радиостанции. Мне известен случай, когда радиолюбителю, не внявшему жалобам соседей, сняли антенну, покусали на кусочки по 30-40 см и сложили у его двери.

В чем же дело? Почему так происходит? Почему хорошо работающая радиостанция при подключении усилителя стала так «сорить»? Я не случайно применяю термин «радиостанция», а не «трансивер», т.к. радиостанция состоит из собственно трансивера, а также усилителя мощности, антенны, фидера, питающего антенну, заземления и т.д. Каждое звено из этих составляющих в большей или меньшей степени может являться источником помех. И даже неправильно выполненный кабель, соединяющий микрофон с трансивером, и кабель, соединяющий педаль управления с трансивером, могут добавить по «горстке мусора» в общую кучу помех.

Конечно, далеко не все радиолюбители могут использовать для настройки передающей части анализатор спектра и с его помощью вычислить и отладить каскады тракта, плохо фильтрующие сигнал или вносящие в него искажения. Кроме того, многие радиолюбители усвоили истину о том, что усилитель мощности по схеме с заземленными сетками (ЗС) имеет лучшую линейность, чем усилитель по схеме с общим катодом (ОК). Это действительно так, но на практике нередко получается обратный результат. Дело в том, что для раскачки усилителя по схеме ЗС требуется значительно большая мощность, чем для раскачки усилителя по схеме с ОК. В трансиверах с выходными каскадами мощностью 20 - 100 Вт выходные каскады работают обычно в режиме «В» (реже в режиме «АВ»). При работе во всем KB диапазоне в каскаде, работающем в режиме «В», в силу разных причин трудно обеспечить высокую линейность во всем диапазоне частот, тем более, не имея специальных измерительных приборов. Дополнительный усилитель мощности радиостанции также работает в режиме «В». В итоге получаются два каскада, включенные последовательно и работающие в режиме «В». Нелинейные искажения, вносимые каждым каскадом, не складываются между собой, а перемножаются! Поэтому нелинейные искажения результата такого усиления значительно больше, чем вносимые каждым каскадом в отдельности.

При совершенствовании (умощнений ) своей радиостанции радиолюбители должны усвоить еще одну истину. Только оконечный усилитель мощности радиостанции «имеет право» работать в режиме «В». Все остальные каскады передающего тракта, в том числе и выходной каскад трансивера, должны работать в режиме «А». В крайнем случае, допускается использовать режим «АВ» в выходном каскаде трансивера. Пользуясь этим правилом, значительно легче достигнуть такой работы любительской радиостанции, когда она не мешает ни телевизорам соседей, ни коллегам-радиолюбителям, проживающим в том же QTH и работающим на том же диапазоне.

Достаточно качественно можно отладить передающий тракт методом двухтонового сигнала. Ныне действующая российская инструкция о порядке регистрации и эксплуатации любительских радиостанций обязывает владельцев иметь на радиостанции двухтональный генератор и эквивалент антенны. При наличии деталей изготовление этих устройств не займет много времени. Тем не менее, многие игнорируют это требование инструкции и пытаются по старинке отладить работу передающего тракта, пользуясь в лучшем случае контрольным приемником, а чаще всего - отзывами своих коллег по хобби. Имея эквивалент антенн и двухтоновый генератор, остается только взять где-нибудь напрокат осциллограф, полоса пропускания которого не ниже максимальной рабочей частоты трансивера. Методика проверки и настройки передающего тракта с помощью двухтонального генератора неоднократно публиковалась в радиолюбительской литературе.

Несколько слов хочется сказать об осциллографе. Хотя рекомендуется применять осциллограф, полоса пропускания усилителя вертикального отклонения которого не меньше верхней частоты рабочего диапазона трансивера, некоторые осциллографы с паспортной граничной частотой 20 МГц (и даже 10 МГц) позволяют контролировать сигнал в диапазоне 28 МГц. Дело в том, что обычно усилители вертикального отклонения луча осциллографов вплоть до верхней границы KB диапазона не искажают сигнал - лишь снижается усиление усилителя вертикального отклонения на высших частотах. Это можно компенсировать ручкой калибровки вертикальной развертки.

Проверить, до каких частот пригоден осциллограф в качестве индикатора, можно следующим образом. На вход осциллографа необходимо подать сигнал прямоугольной формы (меандр) и, постепенно увеличивая частоту сигнала, проверить возможность синхронизации и наличие искажений. С ростом частоты импульсов их фронты начинают «затягиваться», а вершины округляться - это и есть искажения. Они обусловлены АЧХ тракта вертикальной развертки. Применять такой осциллограф для оценки качества передающего тракта методом двухтонового сигнала можно до тех частот, на которых искажения прямоугольных импульсов незаметны на глаз.

В любительских условиях в качестве источника прямоугольных импульсов для проверки осциллографа можно использовать обычный сигнал-генератор в режиме немодулированной несущей, подав сигнал на осциллограф через формирователь импульсов от генератора.

Итак, у радиолюбителя имеются двухтональный генератор , эквивалент антенны и осциллограф . В первую очередь надо проверить подавление несущей частоты балансным модулятором, а затем, покаскадно, весь тракт передачи, до оконечного каскада. Усилительные каскады не должны вносить искажения, а смесители, кроме того, еще должны быть настроены на максимальное подавление нежелательных продуктов преобразования, что не всегда соответствует получению максимальной выходной мощности от этих каскадов.

В пассивных смесителях это делается тщательным подбором диодов, балансировкой и подбором напряжения гетеродина. В усилительных каскадах прежде всего необходимо подобрать режим по постоянному току, контролируя при этом качество двухтонального сигнала. Здесь влияние оказывают не только режимы активных элементов, но и качество согласования между каскадами.
Следует обратить внимание на фильтры, следующие за смесителями. Их полоса пропускания должна быть как можно меньше, с тем чтобы как можно лучше отфильтровать нежелательные продукты преобразования.

Тщательная отладка всех каскадов, возможно, приведет к снижению мощности «раскачки» выходного каскада (скорее всего, так и будет). Хочется отметить, что лучше установить уровни сигнала, проходящих через каскады передающего тракта, заведомо меньше предельно допустимых, чем допустить «перекачку» этих каскадов и, следовательно, искажения сигнала. С этим придется мириться - это и есть плата за чистоту сигнала.

Только после тщательной отладки предыдущих каскадов настраивают оконечный каскад . Для использования трансивера в качестве возбудителя к оконечному усилителю желательно для повышения линейности перевести оконечный каскад трансивера из режима «В», в котором обычно работают эти каскады, в режим «АВ».

А теперь можно подвести некоторый итог проделанной работы. Качество сигнала, конечно, улучшилось, но оценить его можно только с помощью специальных приборов. И, на первый взгляд, даже ухудшились параметры трансивера. К примеру, если трансивер с выходной лампой ГУ-29 раньше без особых проблем мог «закачать» в антенну 60 - 80 Вт, то теперь едва дотягивает до 50.

В идеальном случае желательно вообще перевести оконечный каскад трансивера в режим «А», снизив мощность «раскачки» и увеличив ток покоя лампы до половины тока при максимальной раскачке в режиме «В». Конечно, максимальная мощность каскада уменьшается вдвое, но зато по качеству - чистоте сигнала - это будет максимум. Некоторые фирмы, выпускающие трансиверы для любительской радиосвязи, предусматривают в своих конструкциях режим «А» в выходном каскаде для использования трансивера в качестве высококачественного возбудителя.
Хотя в нашем примере выходная мощность трансивера снизилась, вполне возможно, что для обеспечения приемлемой линейности оконечного усилителя мощности на 3-х лампах ГУ-50 ее придется еще снизить! Дело в том, что усилитель может быть «перекачан» даже этой мощностью, и возникнут значительные нелинейные искажения. Поэтому трансивер должен обязательно иметь оперативную регулировку выходной мощности передающего тракта. Контролируя с помощью осциллографа двухтоновый сигнал на эквиваленте антенны, следует определить максимально возможный анодный ток, при котором отсутствуют искажения. Сделать это необходимо на каждом диапазоне. В дальнейшем при эксплуатации усилителя не следует превышать эти значения.
Не забудьте только, что ВЧ напряжения в передающем тракте могут значительно превышать допустимые для осциллографа. По этой причине эквивалент антенны должен иметь выход с делителя напряжения, либо осциллограф должен иметь щуп с делителем напряжения.

Подводя итоги примера с усилителем на 3-х лампах ГУ-50, можно определить, что подключенный усилитель, не создавая помех, дает выигрыш не 2 - 3 балла на приемной стороне, а всего 1, максимум 2 балла. Полистайте свой аппаратный журнал. Часто ли там встречаются рапорты 56? Теперь вместо них будут 57 - 58. Этого вы ожидали от усилителя мощности? Конечно, это тоже результат, но добиться его и даже превзойти можно более простым способом. Надо повысить эффективность работы антенны. Совсем не обязательно это будут многоэлементные антенны.

Замена антенны W3DZZ или Windom отдельным диполем на каждый диапазон позволит более качественно провести согласование , а следовательно, повысить излучаемую мощность и снизить TVI. Диполь, обладая довольно четким резонансом на рабочей частоте, эффективно ослабляет внедиапазонные излучения. Это свойство весьма полезно и при приеме.
С точки зрения наибольшего подавления внедиапазонных излучений, лучше диполя работают «замкнутые» антенны - «квадраты», «треугольники». Автор не встречал в литературе достаточно простого объяснения этому явлению, но, возможно, недалеки от истины следующие рассуждения. Замкнутую антенну можно представить в виде катушки, имеющей один виток. Эта катушка имеет распределенную емкость, которая с индуктивностью образует колебательный контур, имеющий резонансную частоту. Для токов других частот провод антенны (катушки) является «короткозамыкающей» перемычкой. Протекая по проводу такой антенны, токи внедиапазонных частот частично излучаются, но большая их часть все-таки замыкается.

Какой усилитель лучше? До какой мощности следует усиливать сигнал? Ответ на поставленные вопросы может быть однозначным: «Тот, который закачивает больше «мощи» в антенну и не создает при этом помех». Оставим пока в стороне требования «Инструкции о порядке регистрации и эксплуатации любительских радиостанций…», касающиеся максимальной мощности. Ведь никому не придет в голову, например, запретить эксплуатировать на автодорогах автомобиль только за то, что он способен развивать скорость значительно больше разрешенной. На современном этапе развития любительской радиосвязи оборудованию некоторых любительских радиостанций могут позавидовать даже профессиональные и армейские связисты. К сожалению, далеко не все радиолюбители правильно используют энергетические возможности своей радиостанции. Можно понять радиолюбителя, дающего общий вызов на английском языке в DX-окне на 3,8 МГц киловаттной мощностью. Но совершенно неприемлемо этой же мощностью вести обширнейшие беседы на околорадиолюбительские темы с соседом по QTH. Еще раз хочу подчеркнуть, прежде чем приступать к изготовлению усилителя мощности или к его приобретению, подумайте, зачем он необходим, и, может быть, есть смысл еще поэкспериментировать с антеннами.

В каждом конкретном случае к усилителю мощности предъявляются определенные требования. Попробуем усреднить эти требования и сформулировать параметры усилителя, который бы отвечал запросам большинства радиолюбителей. То есть усилителя, рассчитанного на «среднего» радиолюбителя. Прежде всего, хочется сказать о питающей сети. Взгляните внимательнее на обычную бытовую розетку. На ней указано: напряжение - 220 В, ток - 6 А, т.е. мощность, которую можно «снять» с этой розетки, составляет 220 В х 6 А = 1320 Вт. Создавать свой
«шэк» радиолюбитель начинает именно с такой розетки, расположенной в ближайшем от рабочего месте. Можно (и даже необходимо) установить параллельно этой розетке еще 3 - 4 штуки, но электропроводка от счетчика до этой розетки рассчитана обычно именно на мощность одной розетки. Следовательно, лимит потребляемой электроэнергии для большинства любительских радиостанций составляет приблизительно 1300 Вт. Предположим, что трансивер потребляет 100 Вт, плюс 100 Вт - вспомогательные и измерительные приборы, еще 100 Вт добавят настольная лампа и пальник. Такой «набор потребителей электроэнергии» типичен для рабочего места радиолюбителя. Следовательно, для питания усилителя остается около 1000 Вт. Даже если вся эта мощность будет потребляться выходным каскадом усилителя, то при типовых значениях коэффициента полезного действия (КПД) выходной цепи 0,5 - 0,8, выходная мощность составит 1000х(0,5 - 0,8)=500 - 800 Вт. Тратиться на изготовление более мощного усилителя, не модернизировав сетевую электропроводку, не имеет смысла. Причем, проложить электропроводку проводом более толстого сечения необходимо не только до вашего электросчетчика, но и, в большинстве случаев, далее. Падение напряжения на тонких проводах сети при включении вашей радиостанции на передачу может вызвать мигание света и сбои в работе бытовых радиоприборов. Это, скорее всего, вызовет раздражение не только ваших домочадцев, но и ближайших соседей.

Можете провести такой эксперимент. Включите в комнате лампу освещения мощностью 25 - 40 Вт. К тройнику подключите два утюга (Hi!) мощностью по 1000 Вт, а затем несколько раз быстро вставьте и выньте тройник из розетки. Если при этом вы не заметили мерцания света, то мощность сети вполне достаточна для использования усилителя мощности. Если же свет заметно мерцает, то проводка электросети явно слабовата, и при работе в эфире с усилителем мощности мерцание света будет обеспечено.

Итак, с одним из параметров усилителя (выходной мощностью) мы определились. Другим немаловажным параметром является режим работы усилителя при работе различными видами радиосвязи . Самым сложным с точки зрения внеполосных излучений является режим усиления однополосного сигнала. И хотя при введении в усилитель специальных режимов для усиления телеграфного сигнала и работы цифровыми видами излучения энергетические параметры усилителя могут быть несколько улучшены в этих режимах, достаточно ограничиться режимом для усиления однополосного сигнала.

Современная элементная база позволяет создать даже в домашних условиях усилитель с очень высокими эксплутационными и сервисными параметрами. К примеру, можно создать усилитель с микропроцессорным управлением, который будет работать на всех диапазонах и всеми видами модуляции, имея всего одну ручку управления «включено-выключено». О стоимости такого «аппарата» говорить, конечно, не приходится. Поэтому для повторения в домашних условиях, скорее, подходит усилитель без всяких «наворотов» автоматики и излишнего сервиса.
О достоинствах и недостатках транзисторных и ламповых усилителей написано довольно много. Проанализировав множество описаний, можно придти к выводу: строить транзисторные усилители целесообразно до мощности в 50 -100 Вт. Выше этой мощности ламповые усилители по простоте конструкции и себестоимости вне конкуренции. В данном случае речь идет о мощности на пике огибающей, так называемой PEP мощности.

Кстати, если вы собираетесь самостоятельно строить усилитель, то должны различать:
— подводимую к выходному каскаду (аноду - в ламповых усилителях) мощность (упрощено «подводимую мощность»);
— отдаваемую мощность;
— мощность на пике огибающей - PER

Обычно усилители мощности изготавливают для работы с определенным трансивером или для определенного уровня мощности «раскачки». На современном этапе «домашнего трансиверостроения» выходные усилители трансиверов чаще всего имеют небольшую мощность - в пределах 10 - 20 Вт. Это существенно упрощает конструкцию и уменьшает габариты трансивера. Усилители мощности таких трансиверов для простоты обычно конструируют широкополосными, перекрывающими весь KB диапазон, с упрощенными (широкополосными) выходными цепями. Типичный пример - трансивер конструкции RA3AO. Однако подобные усилители требуют применения хороших фильтров на входе оконечного усилителя, т.к. спектр сигнала на выходе трансивера хотя и лежит в пределах нормы, но для дальнейшего усиления его необходимо дополнительно отфильтровать. Следовательно, широкополосная входная цепь оконечного усилителя неприемлема, если применяется для «раскачки» от широкополосного усилителя.

Весьма полезным средством в борьбе с нелинейными искажениями является введение в связку трансивер - усилитель системы автоматической регулировки мощности (ALC) . Однако в настоящее время отсутствует какой-либо стандарт на сигнал ALC. Наверно, именно поэтому многие конструкторы трансиверов и усилителей пренебрегают этой системой. На мой взгляд, за «стандарт» можно было бы принять параметры входа ALC трансивера RA3AO. Также отсутствует какой- либо стандарт на систему МОХ-переключения «прием-передача», поэтому весьма желательно, чтобы усилитель имел возможность переключаться от различных сигналов управления. Обычно это сигнал «общий провод» или логические уровни цифровых микросхем.

Итак, можно сформулировать требования к параметрам усилителя мощности, отвечающего запросам большинства радиолюбителей:
— мощность раскачки усилителя должна быть в пределах 10 Вт;
— входная цепь должна быть резонансной на каждом диапазоне;
— максимальная выходная мощность - 500 - 800 Вт;
— усилитель должен работать на всех KB диапазонах;
— цепь управления прием-передача должна иметь возможность стыковки с различными трансиверами и не потреблять от трансивера электроэнергию;
— конструкция усилителя должна быть достаточно простой для изготовления в условиях домашней мастерской;
— усилитель должен иметь возможность модернизации, следовательно, состоять из функционально законченных узлов, каждый из которых легко демонтировать и заменить.