Выбор на эту лампу пал по соображениям получения выходной мощности до 1 кВт при небольших габаритах. Лампа включена по схеме с заземленными сетками, поэтому не используется ее высокая крутизна. Это связано с тем, что усилитель проектировался под трансивер с транзисторным выходным каскадом мощностью 100...120 Вт. В типовом варианте включения с общим катодом используется режим АВ, выходная мощность составляет 600 Вт. Этот режим можно рекомендовать, если выходная мощность трансивера составляет 25...30 Вт. КПД такого усилителя невысок (ток покоя - до 300 мА), что связано с обеспечением линейного режима усиления. Недостатки этого варианта, помимо низкого КПД - необходимость жестко стабилизировать напряжения экранной и управляющей сеток. Если используется трансивер с выходной мощностью не менее 70...80 Вт, целесообразно включить лампу по схеме с общими сетками. В такой схеме вносимые каскадом искажения мало зависят от выбора рабочей точки на характеристике лампы. Это позволяет уменьшить ток покоя при том же уровне искажений. Лампа при этом работает почти в режиме В, нагрев анода в паузах значительно уменьшается, и можно получить большие мощности и КПД. Прибавьте сюда отсутствие необходимости стабилизации напряжений управляющей и экранной сеток - преимущества налицо. Единственный недостаток такого усилителя небольшой коэффициент усиления (10...15 дБ) и соответственно большая, нежели в усилителях с общим катодом, мощность возбуждения, но почти вся эта мощность нигде не теряется, а поступает в нагрузку. Принципиальная схема усилителя показана на рис.1.
Основные технические характеристики усилителя:
-
входное сопротивление в зависимости от рабочей частоты - 47... 140 Ом;
-
эквивалентное сопротивление анодного П-контура - 2000 Ом;
-
напряжение анода - 2100...2400 В;
-
КПД на различных диапазонах - 62%...70%;
-
мощность, отдаваемая в нагрузку - до 1000 Вт;
-
мощность возбуждения - не более 100 Вт (при правильном согласовании трансивер-усилитель - обычно 60...80 Вт).
Ток покоя лампы очень мал, он слабо изменяется в зависимости от анодного напряжения и экземпляра лампы, обычно не превышает 30...50 мА. В экспериментальных целях была получена выходная мощность 1400 Вт (Uа=2200 В, Iа=1,0 А). Конечно, это кратковременный пиковый режим. После 5 лет эксплуатации практически при ежедневной работе в эфире по 1...2 часа заметной потери эмиссии лампы не наблюдалось. Главное преимущество такого усилителя, на мой взгляд, заключает-ся в его простоте. Источник питания (рис.2) упрощен до минимума. Требуется лишь анодное напряжение и напряжение накала. Для питания автоматики используется выпрямленное накальное напряжение.
Усилитель выполнен в металлическом ящике размером 450х380х230 мм, разделенном поперечной перегородкой на два отсека. В одном отсеке располагается силовой трансформатор с высоковольтным выпрямителем. В этом же отсеке на передней панели расположены измерительные приборы и переключатели сети, вентилятора и приборов. Во втором отсеке, разделенном диэлектрической перегородкой, расположены лампа, анодный дроссель и детали П-контура. Переменные конденсаторы и галетный переключатель крепятся к передней панели. Бескаркасные катушки П-контура удерживаются шинами на галетном переключателе, конденсаторах и анодном дросселе. Отсек с лампой сверху закрывается диэлектрической крышкой. Вентилятор расположен на задней стенке в отсеке лампы, откуда он выкачивает воздух. Воздух поступает через отверстия в нижней крышке напротив лампы, проходит через панельку и ребра анода лампы. Лампа установлена вертикально в трубе, выклеенной из стеклоткани на эпоксидной смоле, направляющей воздух через ребра радиатора. Так как все сетки лампы непосредственно соединяются с корпусом усилителя, появляется возможность применения самодельной панельки, которая может служить, помимо анода, дополнительным теплоотводом. Лампа обжимается вокруг вывода экранной сетки мощным хомутом из бронзы, или меди, и хомут плотно прикручивается к шасси. Через этот хомут дополнительно на шасси отводится тепло. На выводы лампы надевается керамическая панелька от старых ламп, например 12Ж1Л или 2Ж27Л. Лампу можно располагать как вертикально, так и горизонтально. Конечно, не исключается применение и "фирменной" панели для ГУ74Б. Очень важно обеспечить эффективный отвод тепла от лампы. Ребра в аноде расположены довольно плотно, поэтому требуется обеспечить достаточное давление воздуха, для того чтобы "протянуть" через анод не менее 30 м\ч. Наиболее эффективны для этих целей вентиляторы типа "турбинка". Но они довольно редко встречаются, и сложно подобрать подходящий вариант по мощности и размерам. С успехом можно применять плоские вентиляторы от старых ЭВМ. Ориентироваться следует на варианты с напряжением питания 220 В и, желательно, металлическими лопастями. В описываемом усилителе применен плоский вентилятор французского производства с пластмассовыми лопастями производительностью 60 м3/ч. В номинальном режиме он используется при пониженном напряжении питания — 160...170 В. В режимах, когда усилитель очень долго используется на передачу, на вентилятор подаётся полное напряжение — 220 В. Плоские вентиляторы плохо работают на подачу воздуха, рациональнее их использовать на "выкачку". Конечно, это не лучший вариант, т.к. горячий воздух проходит через лопасти и нагревает сам вентилятор. Поэтому лучше использовать полностью металлический вентилятор, который проектируют именно для таких тяжелых условий работы. Хотя можно использовать любой с некоторым запасом по производительности, в описываемом усилителе уже пять лет работает вентилятор, бывший до этого в эксплуатации, да еще и с пластмассовыми лопастями. |