Come configurare i circuiti di ingresso dell'amplificatore di potenza. Associazione dei radioamatori di Lugansk - sistema di loop di uscita

Trascrizione

1 392032, Tambov Aglodin G. A. P CONTOUR Caratteristiche del circuito P Nell'era della marcia vittoriosa delle moderne tecnologie dei semiconduttori e dei circuiti integrati, gli amplificatori di potenza valvolari ad alta frequenza non hanno perso la loro rilevanza. Gli amplificatori di potenza a valvole, come gli amplificatori di potenza a transistor, presentano vantaggi e svantaggi. Ma il vantaggio innegabile degli amplificatori di potenza a valvole è che funzionano su un carico disadattato senza guasti ai dispositivi di vuoto e senza dotare l'amplificatore di potenza di speciali circuiti di protezione dal disadattamento. Parte integrante di qualsiasi amplificatore di potenza a valvole è il circuito dell'anodo P Fig.1. Nel lavoro r Metodologia per il calcolo del circuito P di un trasmettitore, Konstantin Aleksandrovich Shulgin ha fornito un'analisi molto dettagliata e matematicamente accurata del circuito P. Fig. 1 Per evitare al lettore di cercare le riviste necessarie (del resto sono passati più di 20 anni), di seguito riportiamo le formule per il calcolo del circuito P prese in prestito da: fo = f N f B (1) frequenza media geometrica di la gamma Hz; Qn X r = fattore di qualità caricato P del circuito; il fattore di qualità intrinseco P del circuito è determinato principalmente dal fattore di qualità dell'elemento induttivo e ha un valore compreso tra (in alcune fonti è indicato come Q XX); le perdite proprie nel circuito, principalmente nell'induttore, non possono essere calcolate con precisione, poiché è necessario tenere conto dell'effetto pelle e delle perdite di radiazione lungo il campo. La formula indicata ha un errore del ±20%; N = (2) coefficiente di trasformazione P del circuito; resistenza equivalente del circuito anodico dell'amplificatore di potenza; resistenza di carico (resistenza della linea di alimentazione, resistenza di ingresso dell'antenna, ecc.); Qn η = 1 (3) P rendimento del circuito;

2 X = N η η (Qn η) N 1 Qn (4); X X = Qn X η (5); Qn X X = (6); η 2 2 (+ X) 2 10 = X 10 = 6 12 pf (7); X µgn (9); 10 = 12 pf (8); Il circuito X P è da un lato un circuito risonante con un fattore di qualità Qn, dall'altro un trasformatore di resistenza che converte una resistenza di carico a bassa resistenza in una resistenza equivalente ad alta resistenza del circuito anodico. Consideriamo la possibilità di trasformare, utilizzando un circuito P, diversi valori di resistenza di carico nella resistenza equivalente del circuito anodico nella condizione =const. Diciamo che è necessario implementare un circuito P per un amplificatore di potenza assemblato su quattro pentodi GU-50 collegati in parallelo secondo un circuito con una griglia comune. La resistenza equivalente del circuito anodico di tale amplificatore sarà = 1350 Ohm (per ciascun pentodo 5400 ± 200 Ohm), la potenza di uscita sarà circa R OUT W, la potenza consumata dalla fonte di alimentazione R PO W. In base alle condizioni indicate: portata 80 metri, fo = f f = = , N V =1350 Ohm, Qn=12, =200 utilizzando le formule (1) (9) calcoleremo cinque valori: =10 Ohm, =20 Ohm, =50 Ohm, =125 Ohm, =250 Ohm. I risultati del calcolo sono mostrati nella Tabella 1. Tabella 1 portata 80 metri, fo= Hz, =1350 Ohm, Qn=12, =200 SWR N pf μgn pf,78 5,7 20 2,5 67,5 357,97 5,8 50 1,0 27,0 333,04 6,5 10,8 302,98 7,94 972,4 273,80 9,56 642,2 Calcoli simili devono essere fatti per le altre fasce. Più chiaramente, le variazioni dei valori degli elementi e della resistenza al carico sono rappresentate sotto forma di grafici in funzione della Fig. 2.

3 400 C1 pf μg 8.8 7.2 5, pf Fig. 2 Notiamo le caratteristiche dei grafici: il valore della capacità C1 diminuisce in modo monotono, il valore dell'induttanza aumenta in modo monotono, ma il valore della capacità C2 ha un massimo a = 16 20 Ohm. È necessario prestare particolare attenzione e tenerne conto quando si sceglie l'intervallo di sintonia della capacità C2. Inoltre, la resistenza di carico è molto raramente di natura puramente attiva; di norma, la resistenza di carico (antenna) è di natura complessa e per compensare la componente reattiva è necessario un margine aggiuntivo nella gamma di sintonia degli elementi del circuito P. Ma è più corretto utilizzare un'unità ACS (dispositivo di adattamento dell'antenna) o un sintonizzatore d'antenna. È consigliabile utilizzare l'ACS con trasmettitori a tubo; per i trasmettitori a transistor l'ACS è obbligatorio. Sulla base di quanto sopra, arriviamo alla conclusione che per coordinare il cambiamento della resistenza di carico è necessario riorganizzare tutti e tre gli elementi del circuito P in Fig. 3. Fig. 3 Realizzazione pratica del circuito P Dalla metà degli anni '60 del secolo scorso circola lo schema circuitale P Fig. 4, che sembra aver messo radici e non desta molti sospetti. Ma prestiamo attenzione al metodo di commutazione dell'elemento induttivo nel circuito P. 1 2 S Fig.4 T Fig.5 S Chiunque abbia provato a commutare un trasformatore o un autotrasformatore in modo simile, Fig.5. Anche una sola spira cortocircuitata può portare al guasto completo dell'intero trasformatore. E con l'induttore nel circuito P, senza ombra di dubbio, facciamo esattamente la stessa cosa!?

4 Innanzitutto, il campo magnetico della parte aperta dell'induttore crea una corrente di cortocircuito I SC nella parte chiusa della bobina Fig. 6. Per riferimento: l'ampiezza della corrente nel circuito P (e in qualsiasi altro sistema risonante) non è così piccola: I K 1 A1 = I Qn = 0,8 A, dove: I K1 è l'ampiezza della corrente risonante nel circuito P ; I A1 ampiezza della prima armonica della corrente anodica (per quattro GU-50 I A1 0,65 A) Fig. 6 E dove verrà spesa l'energia della corrente di cortocircuito (I cortocircuito Fig. 6): per riscaldare il corto -circuitati girano stessi e per riscaldare i nodi di contatto dell'interruttore S (Fig. 4). Q-metro Fig. 7 Q-metro Q =200 Q Cortocircuito 20 a) b) In secondo luogo, se è possibile utilizzare un Q-metro (misuratore del fattore qualità), effettuare le letture da un induttore aperto e con spire parzialmente chiuse Fig. 7a, figura 7b Q del cortocircuito sarà molte volte inferiore a Q, ora utilizzando la formula (3) determiniamo l'efficienza del circuito P: Qn 12 η = 1 = 1 = 0,94, 200 Qn 12 η cortocircuito = 1 = 1 = 0,4?! kz 20 All'uscita del circuito P abbiamo il 40% della potenza, il 60% è andato al riscaldamento, alle correnti parassite, ecc. Riassumendo il primo e il secondo, ci ritroviamo non con un circuito P, ma con una sorta di crogiolo RF. I Cortocircuito Quali sono i modi per migliorare costruttivamente il circuito P: Opzione 1, il circuito secondo Fig. 4 può essere modernizzato come segue: il numero di elementi induttivi dovrebbe essere uguale al numero di intervalli e non due o tre bobine come di solito. Per ridurre l'interazione magnetica delle bobine vicine, i loro assi devono essere posizionati perpendicolari tra loro, almeno nello spazio ci sono tre gradi di libertà, coordinate X, Y, Z. La commutazione viene effettuata alla giunzione delle singole bobine. Opzione 2: utilizzare elementi induttivi accordabili, come i variometri. I variometri ti permetteranno di mettere a punto più finemente il circuito P (Tabella 1 e Fig. 3). Opzione 3: utilizzare un tipo di commutazione che escluda la presenza di bobine chiuse o parzialmente chiuse. Una delle possibili opzioni per il circuito di commutazione è mostrata in Fig. 8.

5 M M M Fig. 8 Letteratura 1. Shulgin K. A. Metodologia per il calcolo del circuito P di un trasmettitore radio, 7

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Raffreddamento dello stadio di uscita

Il raffreddamento della lampada del generatore deve essere sufficiente. Cosa significa questo? Strutturalmente, la lampada è installata in modo tale che l'intero flusso di aria di raffreddamento passi attraverso il suo radiatore. Il suo volume deve corrispondere ai dati del passaporto. La maggior parte dei trasmettitori amatoriali funzionano in modalità "ricezione-trasmissione", quindi il volume d'aria indicato sul passaporto può essere modificato in base alle modalità operative.

Ad esempio, puoi inserire tre modalità di velocità della ventola:

• massimo per il lavoro in concorso,
• media per l'uso quotidiano e minima per il lavoro DX.

Si consiglia di utilizzare ventilatori a bassa rumorosità. È opportuno ricordare che la ventola si accende contemporaneamente all'accensione della tensione del filamento o poco prima, e si spegne non meno di 5 minuti dopo la sua rimozione. Il mancato rispetto di questo requisito ridurrà la durata della lampada del generatore. Si consiglia di installare lungo il percorso del flusso d'aria un interruttore aerodinamico che, attraverso il sistema di protezione, spegnerà tutte le tensioni di alimentazione in caso di perdita del flusso d'aria.

In parallelo alla tensione di alimentazione del ventilatore, è utile installare una piccola batteria come buffer, che supporterà il funzionamento del ventilatore per alcuni minuti in caso di interruzione di corrente. Pertanto, è meglio utilizzare una ventola CC a bassa tensione. Altrimenti dovrai ricorrere all'opzione che ho sentito in onda da un radioamatore. Lui, presumibilmente per far saltare la lampada in caso di interruzione di corrente, tiene in soffitta un'enorme camera gonfiata dalla ruota posteriore del trattore, collegata all'amplificatore tramite un tubo dell'aria.

Circuiti anodici amplificatori

Negli amplificatori ad alta potenza è consigliabile eliminare l'induttanza anodica utilizzando un circuito di alimentazione in serie. L'apparente inconveniente sarà più che ripagato con un funzionamento stabile ed altamente efficiente su tutte le bande amatoriali, compresi i dieci metri. È vero, in questo caso il circuito oscillante di uscita e l'interruttore di gamma sono sotto alta tensione. Pertanto, i condensatori variabili dovrebbero essere disaccoppiati dalla presenza di alta tensione su di essi, come mostrato in Fig. 1.

Fig. 1.

Anche la presenza di una strozzatura anodica, se la sua progettazione non è riuscita, può provocare i fenomeni sopra descritti. Di norma, un amplificatore ben progettato che utilizza un circuito alimentato in serie non richiede l'introduzione di "antiparaeit" né nell'anodo né nei circuiti a griglia. Funziona stabilmente su tutte le gamme.

I condensatori di separazione C1 e C3, Fig. 2 devono essere progettati per una tensione 2...3 volte superiore alla tensione anodica e una potenza reattiva sufficiente, che viene calcolata come il prodotto della corrente ad alta frequenza che passa attraverso il condensatore e la tensione caderci sopra. Possono essere composti da più condensatori collegati in parallelo. Nel circuito P è consigliabile utilizzare un condensatore sotto vuoto C2 a capacità variabile con una capacità iniziale minima, con una tensione di funzionamento non inferiore a quella dell'anodo. Il condensatore C4 deve avere uno spazio tra le piastre di almeno 0,5 mm.

Il sistema oscillante, di regola, è costituito da due bobine. Uno per le alte frequenze, l'altro per le basse frequenze. La bobina HF è senza cornice. È avvolto con un tubo di rame di diametro 8...9 mm ed ha un diametro di 60...70 mm. Per evitare che il tubo si deformi durante l'avvolgimento, viene prima versata sabbia fine e asciutta e le estremità vengono appiattite. Dopo l'avvolgimento, tagliando le estremità del tubo, la sabbia viene versata. La bobina per le gamme di bassa frequenza viene avvolta su telaio o senza telaio con un tubo di rame o un filo di rame grosso con un diametro di 4...5 mm. Il suo diametro è di 80...90 mm. Durante l'installazione le bobine vengono posizionate tra loro perpendicolari.

Conoscendo l'induttanza, il numero di spire per ciascuna gamma, può essere calcolato con elevata precisione utilizzando la formula:

L (μH) = (0,01 D W 2)/(l/ D + 0,44)

Tuttavia, per comodità, questa formula può essere presentata in una forma più comoda:

W= C (L(l/ D + 0,44))/ 0,01 - D; Dove:

• W è il numero di giri;
• L - induttanza in microhenry;
• I - lunghezza dell'avvolgimento in centimetri;
• D è il diametro medio della bobina in centimetri.

Il diametro e la lunghezza della bobina sono impostati in base a considerazioni di progettazione e il valore di induttanza viene selezionato in base alla resistenza di carico della lampada utilizzata - tabella 1.

Tabella 1.

Il condensatore variabile C2 all'estremità calda del circuito P, Fig. 1, non è collegato all'anodo della lampada, ma tramite una presa di 2...2,5 giri. Ciò ridurrà la capacità del loop iniziale sulle bande HF, specialmente sui 10 metri. I rubinetti della batteria sono realizzati con piattine di rame di spessore 0,3...0,5 mm e larghezza 8...10 mm. Per prima cosa devono essere fissati meccanicamente alla batteria piegando una fascetta attorno al tubo e serrati con una vite da 3 mm, avendo precedentemente stagnato i punti di collegamento e di uscita. Quindi il punto di contatto viene accuratamente saldato.

Attenzione: Quando si assemblano amplificatori potenti, non bisogna trascurare i buoni collegamenti meccanici e fare affidamento solo sulla saldatura. Dobbiamo ricordare che durante il funzionamento tutte le parti diventano molto calde.

Non è consigliabile realizzare prese separate per le bande WARC nelle bobine. Come dimostra l'esperienza, il circuito P è perfettamente sintonizzato sulla gamma 24 MHz nella posizione dell'interruttore 28 MHz, sui 18 MHz nella posizione 21 MHz, sui 10 MHz nella posizione 7 MHz, praticamente senza perdita di potenza di uscita.

Commutazione dell'antenna

Per commutare l'antenna in modalità "ricezione-trasmissione", viene utilizzato un relè a vuoto o ordinario, progettato per la corrente di commutazione appropriata. Per evitare di bruciare i contatti, è necessario accendere il relè dell'antenna per la trasmissione prima che venga fornito il segnale RF e per la ricezione poco dopo. Uno dei circuiti di ritardo è mostrato in Fig. 2.

Fig.2.

Quando l'amplificatore è acceso per la trasmissione, il transistor T1 si apre. Il relè dell'antenna K1 funziona istantaneamente e il relè di ingresso K2 funziona solo dopo aver caricato il condensatore C2 attraverso il resistore R1. Quando si passa alla ricezione, il relè K2 si spegne immediatamente, poiché il suo avvolgimento, insieme al condensatore di ritardo, è bloccato dai contatti del relè K3 attraverso il resistore estinguente R2.

Il relè K1 funzionerà con un ritardo, che dipende dal valore di capacità del condensatore C1 e dalla resistenza dell'avvolgimento del relè. Il transistor T1 viene utilizzato come interruttore per ridurre la corrente che passa attraverso i contatti di controllo del relè situato nel ricetrasmettitore.

Fig.3.

La capacità dei condensatori C1 e C2, a seconda delle rape utilizzate, viene selezionata nell'intervallo 20...100 μF. La presenza di un ritardo nel funzionamento di un relè rispetto a un altro può essere facilmente verificata assemblando un semplice circuito con due lampadine al neon. È noto che i dispositivi a scarica di gas hanno un potenziale di accensione superiore al potenziale di combustione.

Conoscendo questa circostanza, i contatti del relè K1 o K2 (Fig. 3), nel circuito in cui si accenderà la luce al neon, si chiuderanno prima. Un altro neon non potrà accendersi a causa della sua ridotta potenzialità. Allo stesso modo è possibile verificare l'ordine di funzionamento dei contatti del relè quando si passa alla ricezione collegandoli al circuito di prova.

Riassumere

Quando si utilizzano lampade collegate secondo un circuito a catodo comune e funzionanti senza correnti di rete, come GU-43B, GU-74B, ecc., è consigliabile installare un potente resistore di non induzione da 50 Ohm con una potenza di 30... 50 W in ingresso (R4 in Fig. 4).

• Innanzitutto, questo resistore costituirà il carico ottimale per il ricetrasmettitore su tutte le bande
• In secondo luogo, contribuisce al funzionamento eccezionalmente stabile dell'amplificatore senza l'uso di misure aggiuntive.

Per pilotare completamente il ricetrasmettitore è necessaria una potenza di diverse o decine di watt, che verrà dissipata da questo resistore.

Fig.4.

Misure di sicurezza

È utile ricordarti di osservare le precauzioni di sicurezza quando lavori con amplificatori ad alta potenza. Non eseguire alcun lavoro o misurazione all'interno dell'alloggiamento quando la tensione di alimentazione è inserita o senza assicurarsi che il filtro e i condensatori di blocco siano completamente scarichi. Se, se esposto accidentalmente a una tensione di 1000...1200 V, c'è ancora la possibilità di sopravvivere miracolosamente, allora se esposto a una tensione di 3000 V e superiore, praticamente non esiste tale possibilità.

Che ti piaccia o no, dovresti assolutamente prevedere il blocco automatico di tutte le tensioni di alimentazione all'apertura della custodia dell'amplificatore. Quando esegui qualsiasi lavoro con un potente amplificatore, devi sempre ricordare che stai lavorando con un dispositivo ad alto rischio!

S. Safonov, (4Х1IM)

L. Evteeva
"Radio" n. 2 1981

Il circuito P di uscita del trasmettitore richiede un'attenta regolazione, indipendentemente dal fatto che i suoi parametri siano stati ottenuti mediante calcolo o siano stati fabbricati secondo la descrizione nella rivista. Va ricordato che lo scopo di tale operazione non è solo quello di sintonizzare effettivamente il circuito P su una determinata frequenza, ma anche di adattarlo all'impedenza di uscita dello stadio finale del trasmettitore e all'impedenza caratteristica dell'alimentazione dell'antenna linea.

Alcuni radioamatori inesperti ritengono che sia sufficiente sintonizzare il circuito su una determinata frequenza solo modificando le capacità dei condensatori variabili di ingresso e di uscita. Ma in questo modo non sempre è possibile ottenere un adattamento ottimale del circuito con lampada ed antenna.

La corretta impostazione del circuito P può essere ottenuta solo selezionando i parametri ottimali di tutti e tre i suoi elementi.

È conveniente configurare il circuito P in uno stato “freddo” (senza collegare l'alimentazione al trasmettitore), sfruttando la sua capacità di trasformare la resistenza in qualsiasi direzione. Per fare ciò, collegare una resistenza di carico R1 parallela all'ingresso del circuito, uguale alla resistenza di uscita equivalente dello stadio finale Roе, e un voltmetro ad alta frequenza P1 con una piccola capacità di ingresso, e un generatore di segnale G1 è collegato a l'uscita del circuito P, ad esempio nella presa dell'antenna X1. Il resistore R2 con una resistenza di 75 Ohm simula l'impedenza caratteristica della linea di alimentazione.

Il valore della resistenza al carico è determinato dalla formula

Uova = 0,53Upit/Io

dove Upit è la tensione di alimentazione del circuito anodico dello stadio finale del trasmettitore, V;

I® è la componente costante della corrente anodica dello stadio finale, A.

La resistenza di carico può essere costituita da resistori di tipo BC. Non è consigliabile utilizzare resistori MLT, poiché a frequenze superiori a 10 MHz resistori ad alta resistenza di questo tipo mostrano una notevole dipendenza della loro resistenza dalla frequenza.

Il processo di sintonizzazione "a freddo" del circuito P è il seguente. Dopo aver impostato la frequenza specificata sulla scala del generatore e introdotto le capacità dei condensatori C1 e C2 a circa un terzo dei loro valori massimi, secondo le letture del voltmetro, il circuito P viene sintonizzato sulla risonanza modificando l'induttanza, ad esempio, selezionando la posizione del rubinetto sulla bobina. Successivamente, ruotando le manopole del condensatore C1 e poi del condensatore C2, è necessario ottenere un ulteriore aumento della lettura del voltmetro e regolare nuovamente il circuito modificando l'induttanza. Queste operazioni devono essere ripetute più volte.

Quando ci si avvicina all'impostazione ottimale, i cambiamenti nella capacità dei condensatori influenzeranno le letture del voltmetro in misura minore. Quando un ulteriore cambiamento nelle capacità C1 e C2 ridurrà le letture del voltmetro, la regolazione delle capacità dovrebbe essere interrotta e il circuito P dovrebbe essere regolato il più accuratamente possibile alla risonanza modificando l'induttanza. A questo punto l'impostazione del circuito P può essere considerata completata. In questo caso, la capacità del condensatore C2 dovrebbe essere utilizzata di circa la metà, il che consentirà di correggere le impostazioni del circuito quando si collega un'antenna reale. Il fatto è che spesso le antenne realizzate secondo le descrizioni non verranno sintonizzate in modo accurato. In questo caso le condizioni per il montaggio dell'antenna possono differire notevolmente da quelle indicate nella descrizione. In questi casi, la risonanza avverrà con una frequenza casuale, nell'alimentatore dell'antenna apparirà un'onda stazionaria e all'estremità dell'alimentatore collegato al circuito P sarà presente un componente reattivo. È per questi motivi che è necessario disporre di una riserva per la regolazione degli elementi del circuito P, principalmente la capacità C2 e l'induttanza L1. Pertanto, quando si collega un'antenna reale al circuito P, è necessario apportare ulteriori modifiche al condensatore C2 e all'induttanza L1.

Utilizzando il metodo descritto sono stati configurati i circuiti P di diversi trasmettitori funzionanti su antenne diverse. Quando si utilizzavano antenne sufficientemente sintonizzate sulla risonanza e abbinate all'alimentatore, non era necessaria alcuna regolazione aggiuntiva.

Circuito P di uscita e sue caratteristiche

Il circuito P deve soddisfare i seguenti requisiti:

Sintonizzati su qualsiasi frequenza di un determinato intervallo.

Filtrare le armoniche del segnale nella misura richiesta.

Trasformare, cioè garantire che si ottengano resistenze di carico ottimali.

Avere forza elettrica e affidabilità sufficienti.

Hanno una buona efficienza e un design semplice e conveniente.

I limiti della reale possibilità di un circuito P di trasformare resistenze sono piuttosto elevati e dipendono direttamente dal fattore di qualità caricato di questo circuito P. All'aumentare di quale (quindi aumento di C1 e C2), aumenta il coefficiente di trasformazione. Con un aumento del fattore di qualità caricato del circuito P, le componenti armoniche del segnale vengono soppresse meglio, ma a causa dell'aumento delle correnti, l'efficienza del circuito diminuisce. Man mano che il fattore di qualità caricato diminuisce, l'efficienza del circuito P aumenta. Spesso i circuiti con un fattore di qualità del carico così basso ("potenza di compressione") non riescono a sopprimere le armoniche. Accade che con una potenza solida si possa ascoltare anche una stazione che opera sulla banda dei 160 metri
80 metri o operando sulla banda dei 40 metri si sente sulla banda dei 20 metri.
Va ricordato che gli "splatters" non vengono filtrati dal circuito P, poiché sono nella sua banda passante; vengono filtrate solo le armoniche.

L'influenza di Roe sui parametri dell'amplificatore

In che modo l'impedenza di risonanza (Roe) influisce sui parametri dell'amplificatore? Più basso è il Roe, più resistente è l'amplificatore all'autoeccitazione, ma il guadagno in cascata è inferiore. Al contrario, più alto è il Roe, maggiore è il guadagno, ma diminuisce la resistenza all'autoeccitazione dell'amplificatore.
Cosa vediamo in pratica: prendiamo, ad esempio, una cascata su una lampada GU78B, realizzata secondo un circuito a catodo comune. L'impedenza di risonanza della cascata è bassa, ma la pendenza della lampada è elevata. E quindi, con questa pendenza della lampada, abbiamo un elevato guadagno della cascata e una buona resistenza all'autoeccitazione, dovuta al basso Roe.
La resistenza all'autoeccitazione dell'amplificatore è facilitata anche dalla bassa resistenza nel circuito della griglia di controllo.
L’aumento del Roe riduce la stabilità della cascata in modo quadratico. Maggiore è la resistenza di risonanza, maggiore è il feedback positivo attraverso la capacità passante della lampada, che contribuisce all'autoeccitazione della cascata. Inoltre, più basso è il Roe, maggiore è il flusso di corrente nel circuito e quindi maggiori requisiti per la fabbricazione del sistema del circuito di uscita.

Inversione del circuito P

Molti radioamatori hanno riscontrato questo fenomeno durante l'installazione di un amplificatore. Questo di solito accade sulle bande dei 160 e degli 80 metri. Contrariamente al senso comune, la capacità del condensatore di accoppiamento variabile con l'antenna (C2) è proibitivamente piccola, inferiore alla capacità del condensatore di sintonizzazione (C1).
se si sintonizza il circuito P sulla massima efficienza con la massima induttanza possibile, a questo confine appare una seconda risonanza. Il circuito P con la stessa induttanza ha due soluzioni, cioè due impostazioni. La seconda impostazione è il cosiddetto circuito P “inverso”. Si chiama così perché le capacità C1 e C2 si sono scambiate di posto, cioè la capacità dell’“antenna” è molto piccola.
Questo fenomeno è stato descritto e calcolato da un antichissimo sviluppatore di apparecchiature di Mosca. Nel forum sotto la spunta REAL, Igor-2 (UA3FDS). A proposito, è stato molto utile a Igor Goncharenko nel creare la sua calcolatrice per il calcolo del circuito P.

Metodi per accendere il circuito P di uscita

Soluzioni circuitali utilizzate nelle comunicazioni professionali

Ora su alcune soluzioni circuitali utilizzate nelle comunicazioni professionali. L'alimentazione seriale dello stadio di uscita del trasmettitore è ampiamente utilizzata. I condensatori a vuoto variabile vengono utilizzati come C1 e C2. Possono essere con bulbo di vetro o realizzati in radioporcellana. Tali condensatori variabili presentano numerosi vantaggi. Non hanno un collettore di corrente a rotore scorrevole e l'induttanza dei conduttori è minima, poiché sono del tipo ad anello. Capacità iniziale molto bassa, molto importante per le gamme ad alta frequenza. Fattore di qualità impressionante (sottovuoto) e dimensioni minime. Non parliamo di “taniche” da due litri per una potenza di 50 kW. Per quanto riguarda l'affidabilità, ad es. circa il numero di cicli di rotazione garantiti (avanti e indietro). Due anni fa, il vecchio RA “andato” è stato realizzato con una lampada GU43B, che utilizzava un vuoto KPE tipo KP 1-8
5-25 pp. Questo amplificatore ha funzionato per 40 anni e continuerà a funzionare.
Nei trasmettitori professionali, i condensatori da vuoto di capacità variabile (C1 e C2) non sono separati da un condensatore separatore; questo impone determinati requisiti sulla tensione di funzionamento del KPI del vuoto, perché utilizzano un circuito di alimentazione in cascata in serie e quindi la tensione di funzionamento dei il KPI è selezionato con un margine triplo.

Soluzioni circuitali utilizzate negli amplificatori importati

Nei sistemi circuitali degli amplificatori importati, realizzati con lampade GU74B, una o due GU84B, GU78B, la potenza è solida e i requisiti FCC sono molto severi. Pertanto, di norma, in questi amplificatori viene utilizzato un circuito PL. Come C1 viene utilizzato un condensatore a condensatore variabile a due sezioni. Uno, di piccola capacità, per le gamme ad alta frequenza. Questa sezione ha una piccola capacità iniziale e la capacità massima non è grande, sufficiente per la sintonizzazione nelle gamme ad alta frequenza. Un'altra sezione, di maggiore capacità, è collegata tramite un biscotto interruttore in parallelo alla prima sezione, per il funzionamento sulle gamme di bassa frequenza.
Lo stesso interruttore a biscotto commuta l'induttanza dell'anodo. Nelle gamme ad alta frequenza l'induttanza è bassa e nel resto è piena. Il sistema circuitale è costituito da tre o quattro bobine. Il fattore di qualità caricato è relativamente basso, pertanto l'efficienza è elevata. L'uso di un contorno PL comporta perdite minime nel sistema ad anello e un buon filtraggio delle armoniche. Nelle gamme di bassa frequenza, le bobine di contorno sono realizzate su anelli AMIDON.
Molto spesso comunico tramite Skipe con il mio amico d'infanzia Christo, che lavora presso ACOM. Ecco cosa dice: le valvole installate negli amplificatori vengono prima provate al banco, poi testate. Se l'amplificatore utilizza due valvole (ACOM-2000), vengono selezionate le coppie di valvole. Le lampade non accoppiate sono installate nell'ACOM-1000, che utilizza una lampada. Il circuito viene configurato una sola volta durante la fase di prototipazione, poiché tutti i componenti dell'amplificatore sono identici. Telaio, posizionamento dei componenti, tensione anodica, induttanze e dati della bobina: non cambia nulla. Quando si producono amplificatori è sufficiente comprimere o espandere leggermente solo la bobina della portata di 10 metri, le restanti portate si ottengono automaticamente. I rubinetti sulle bobine vengono sigillati immediatamente durante la produzione.

Caratteristiche dei calcoli dei sistemi ad anello di uscita

Al momento, su Internet ci sono molti calcolatori di "conteggio", grazie ai quali siamo in grado di calcolare in modo rapido e relativamente accurato gli elementi del sistema di contorno. La condizione principale è inserire i dati corretti nel programma. Ed è qui che sorgono i problemi. Ad esempio: nel programma, rispettato da me e non solo, Igor Goncharenko (DL2KQ), c'è una formula per determinare l'impedenza di ingresso di un amplificatore utilizzando un circuito con una griglia messa a terra. Appare così: Rin=R1/S, dove S è la pendenza della lampada. Questa formula viene data quando la lampada funziona in una sezione caratteristica con pendenza variabile e abbiamo un amplificatore con una griglia messa a terra con un angolo di interruzione della corrente anodica di circa 90 gradi con correnti di griglia contemporaneamente. E quindi qui è più adatta la formula 1/0,5S. Confrontando le formule di calcolo empirico sia nella nostra che nella letteratura straniera, è chiaro che sarà più correttamente simile a questo: l'impedenza di ingresso di un amplificatore funzionante con correnti di rete e con un angolo di taglio di circa 90 gradi R = 1800/S, R - in ohm.

Esempio: Prendiamo la lampada GK71, la sua pendenza è circa 5, quindi 1800/5 = 360 Ohm. Oppure GI7B, con pendenza 23, quindi 1800/23=78 Ohm.
Sembrerebbe, qual è il problema? Dopotutto, la resistenza di ingresso può essere misurata e la formula è: R=U 2 /2P. Esiste una formula, ma non esiste ancora un amplificatore, è solo in fase di progettazione! A quanto sopra va aggiunto che il valore della resistenza di ingresso dipende dalla frequenza e varia con il livello del segnale di ingresso. Pertanto, abbiamo un calcolo puramente approssimativo, perché dietro i circuiti di ingresso abbiamo un altro elemento, un filamento o un catodo, e la sua reattanza dipende anche dalla frequenza e apporta le proprie regolazioni. In una parola, un misuratore SWR collegato all'ingresso rifletterà i nostri sforzi per abbinare il ricetrasmettitore all'amplificatore.

La pratica è il criterio della verità!

Ora parliamo del "contatore", basato solo sui calcoli VKS (o, più semplicemente, sul circuito P di uscita). Anche qui ci sono delle sfumature; anche la formula di calcolo fornita nel "libro di conteggio" è relativamente errata. Non tiene conto né della classe di funzionamento dell'amplificatore (AB 1, V, C), né del tipo di lampada utilizzata (triodo, tetrodo, pentodo): hanno CIAN (fattore di utilizzo della tensione anodica) diverso. Puoi calcolare Roe (impedenza di risonanza) in modo classico.
Calcolo per GU81M: Ua=3000V, Ia=0.5A, Uñ2=800V, allora il valore di ampiezza della tensione sul circuito è pari a (Uacont=Uñ-Uñ2) 3000-800=2200 volt. La corrente anodica nell'impulso (Iaimp = Ia *π) sarà 0,5 * 3,14 = 1,57 A, la corrente di prima armonica (I1 = Iaimp * Ia) sarà 1,57 * 0,5 = 0,785 A. Quindi la resistenza di risonanza (Roe=Ucont/I1) sarà 2200/0,785=2802 Ohm. Quindi la potenza fornita dalla lampada (Pl=I1*Uacont) sarà 0,785*2200=1727W - questa è la potenza di picco. La potenza oscillatoria pari al prodotto della metà della prima armonica della corrente anodica e l'ampiezza della tensione sul circuito (Pk = I1/2* Uacont) sarà 0,785/2*2200 = 863,5 W, o più semplice (Pk = Pl/2). Dovresti anche sottrarre le perdite nel sistema loop, circa il 10%, e otterrai una potenza di circa 777 watt.
In questo esempio, abbiamo bisogno solo della resistenza equivalente (Roе), ed è pari a 2802 Ohm. Ma puoi anche usare formule empiriche: Roе = Ua/Ia*k (prendiamo k dalla tabella).

Tipo di lampada	Classe operativa dell'amplificatore
Tetrodi	0,574	0,512	0,498
Triodi e pentodi	0,646	0,576	0,56

Pertanto, per ottenere dati corretti dal “lettore”, è necessario inserirvi i dati iniziali corretti. Quando si utilizza una calcolatrice, spesso sorge la domanda: quale valore del fattore di qualità caricato deve essere inserito? Ci sono diversi punti qui. Se la potenza del trasmettitore è elevata e abbiamo solo un circuito P, per "sopprimere" le armoniche dobbiamo aumentare il fattore di qualità del carico del circuito. Ciò significa un aumento delle correnti di circuito e, quindi, grandi perdite, sebbene ci siano anche dei vantaggi. Con un fattore di qualità più alto la forma dell'involucro è “più bella” e non ci sono avvallamenti o planarità, il coefficiente di trasformazione del circuito P è più alto. Con un Q caricato più elevato, il segnale è più lineare, ma le perdite in un tale circuito sono significative e, quindi, l'efficienza è inferiore. Ci troviamo di fronte a un problema di natura leggermente diversa, vale a dire l'impossibilità di creare un circuito “a tutti gli effetti” nella gamma delle alte frequenze. Ci sono diverse ragioni: questa è la grande capacità di uscita della lampada e il grande Roe. Dopotutto, con una grande resistenza di risonanza, i dati calcolati ottimali non si adattano alla realtà. È quasi impossibile produrre un circuito P così “ideale” (Fig. 1).

Poiché il valore calcolato della capacità "calda" del circuito P è piccolo e abbiamo: la capacità di uscita della lampada (10-30 Pf), più la capacità iniziale del condensatore (3-15 Pf), più la capacità dell'induttore (7-12 Pf), più la capacità di montaggio ( 3-5Pf) e di conseguenza "si alza" così tanto che il contorno normale non viene realizzato. È necessario aumentare il fattore di qualità del carico e, a causa del forte aumento delle correnti del circuito, sorgono molti problemi: maggiori perdite nel circuito, requisiti per condensatori, elementi di commutazione e persino per la bobina stessa, che deve essere più potente . In larga misura, questi problemi possono essere risolti da un circuito di alimentazione in serie in cascata (Fig. 2).

Che ha un coefficiente di filtraggio armonico più elevato rispetto al circuito P. In un circuito PL le correnti non sono grandi, il che significa che ci sono meno perdite.

Posizionamento delle bobine del sistema ad anello di uscita

Di norma, ce ne sono due o tre nell'amplificatore. Devono essere posizionati perpendicolari tra loro in modo che l'induttanza reciproca delle bobine sia minima.
Le derivazioni sugli elementi di commutazione dovrebbero essere le più brevi possibile. I rubinetti stessi sono realizzati con sbarre larghe ma flessibili e con perimetro adeguato, così come le bobine stesse. Devono essere posizionati a 1-2 diametri dalle pareti e dagli schermi, soprattutto dall'estremità della bobina. Un buon esempio di disposizione razionale delle bobine sono i potenti amplificatori industriali importati. Le pareti del sistema di contorno, che sono lucide e hanno una bassa resistività, sotto il sistema di contorno c'è un foglio di rame lucido. Il corpo e le pareti non vengono riscaldati dalla serpentina, tutto viene riflesso!

Sintonizzazione a freddo del circuito P di uscita

Spesso alla “tavola rotonda tecnica” a Lugansk viene posta la domanda: come, senza i dispositivi appropriati “a freddo”, è possibile configurare il circuito P di uscita dell'amplificatore e selezionare le prese della bobina per le bande amatoriali?
Il metodo è piuttosto vecchio ed è il seguente. Per prima cosa devi determinare l'impedenza di risonanza (Roe) del tuo amplificatore. Il valore Roe viene preso dai calcoli dell'amplificatore oppure utilizza la formula sopra descritta.

Successivamente è necessario collegare un resistore non induttivo (o a bassa induttanza), con resistenza pari a Roe e potenza di 4-5 watt, tra l'anodo della lampada e il filo comune (telaio). I cavi di collegamento per questa resistenza dovrebbero essere i più corti possibile. Il circuito P di uscita è configurato con un sistema di circuiti installato nell'alloggiamento dell'amplificatore.

Attenzione! Tutte le tensioni di alimentazione dell'amplificatore devono essere disattivate!

L'uscita del ricetrasmettitore è collegata con un breve pezzo di cavo all'uscita dell'amplificatore. Il relè “bypass” viene commutato in modalità “trasmissione”. Impostare la frequenza del ricetrasmettitore al centro della gamma desiderata, mentre il sintonizzatore interno del ricetrasmettitore deve essere spento. Dal ricetrasmettitore viene fornita una portante (modalità CW) con una potenza di 5 Watt.
Manipolando le manopole di sintonia C1 e C2 e selezionando l'induttanza della bobina o la presa per la gamma radioamatoriale desiderata, otteniamo un SWR minimo tra l'uscita del ricetrasmettitore e l'uscita dell'amplificatore. È possibile utilizzare il misuratore SWR integrato nel ricetrasmettitore o collegarne uno esterno tra il ricetrasmettitore e l'amplificatore.
È meglio iniziare a sintonizzarsi con le gamme di bassa frequenza, passando gradualmente alle frequenze più alte.
Dopo aver impostato il sistema del loop di uscita, non dimenticare di rimuovere il resistore di sintonizzazione tra l'anodo e il filo comune (telaio)!

Non tutti i radioamatori sono in grado, anche economicamente, di possedere un amplificatore che utilizzi valvole come GU78B, GU84B o addirittura GU74B. Pertanto, abbiamo quello che abbiamo: alla fine dobbiamo costruire un amplificatore con ciò che è disponibile.

Spero che questo articolo ti aiuti nella scelta delle giuste soluzioni circuitali per costruire un amplificatore.

Cordiali saluti, Vladimir (UR5MD).