ред.04.09.2020

04.12.2016

Поиск схемного решения для входной цепи КВ-усилителя мощности с высоким Ку по мощности и возможностью раскачки от QRP-трансивера меня привел к варианту, предложенному И.Гончаренко. Несколькими годами ранее, это схемное решение было описано в книге В.А. Кляровского (стр.41-42). Суть идеи - компенсация относительно большой входной емкости ламп с высокой крутизной (дабы эта самая емкость не оказывала шунтирующего влияния на ВЧ-бендах) с одновременным увеличением амплитуды сигнала, подаваемого на сетки ламп.

Мне же эта идея была интересна в разрезе использования в усилителе по схеме с общим катодом и возможностью получения высокого коэффициента усиления по мощности, т.к. предполагается использование QRP-трансивера в качестве источника сигнала. Напомню, что полученный ранее мною результат, составил Ку=35 раз по мощности. Однако, мои изыскания на этом не закончились... 

Сегодня я решил опробовать вариант на практике. Изготовил макет фильтра для сопротивления нагрузки 200Ом. Схема макета:

Все компоненты схемы изначально были измерены и подстроены перед установкой на макетную плату.

Изначально, я попробовал использовать красное кольцо Amidon (аналогично тем, на которых собран фильтр) для входного трансформатора 1:4, но оказалось, что он не работает и имеет КСВ, близкий к единице только в области 24МГц. Тогда я переделал трансформатор на кольце марки НН, точная проницаемость которого мне на данный момент не известна. КСВ получился приемлемым, начиная где-то с 10МГц и плавно уменьшался до 30МГц. На интересующей меня частоте 7,1МГц, КСВ получился 1,46.

Установив трансформатор в схему фильтра, я получил (как и предполагалось) увеличение амплитуды сигнала ровно в два раза. Трансформатор 1:4 выполнен по этой схеме:

Входной сигнал амплитудой 0,7В, измеренный на входном разъеме фильтра:

Выходной сигнал с фильтра, нагруженного на резистор 200Ом:

Здесь показана точка схемы, с которой снимался выходной сигнал. В эту точку предполагается подключение сеток ламп. Один из двух подстроечных конденсаторов в этой точке имитирует входную емкость сетка-катод ламп (я считал 28пФ на примере двух ГУ-50) и будет удален при подключении реальных ламп.

Полученный мною результат, позволяет сделать следующие выводы: предложенная схема может оказаться интереснее в плане получения более высокого Ку по мощности и, соответственно, возможности использования QRP-трансивера для раскачки оконечного усилителя мощности, нежели реализованная мною раньше на П-контуре, согласующем Rвх-50Ом с Rвых сеточного резистора-3кОм.

По моим предположениям, для получения более ста ватт полезной мощности с двух полтинников (раскачать до тока анода около 200мА), по входу потребуется около 2Вт мощности на нагрузке 50Ом (14В амплитудного или 10В эффективного ВЧ-напряжения), что будет соответствовать Ку=50. Необходимо будет подобрать феррит для входного трансформатора и кол-во витков для намотки, с целью получения низкого КСВ на всех КВ-диапазонах. Позже, выложу скриншот измерения с антенного анализатора.

Так же, с данным вариантом входной цепи убиваются еще два зайца:

- нет необходимости делать согласующие входные П-контуры на каждый диапазон и городить цепи коммутации;

- компенсируется входная емкость ламп (например, четырех ГУ-50 или двух 6П45С и т.п.), что позволит получить более высокие мощностные показатели на ВЧ-бендах.

Кроме того, чем меньше сопротивление в цепи сетки - тем стабильнее работа лампы по схеме с ОК.

10.12.2016

Сегодня проделал лабораторную работу в поисках оптимального конструктива трансформатора 1:4. В наличии было некоторое кол-во ферритовых колец разных размеров неизвестной магнитной проницаемости. Произвёл измерения, согласно калькулятору на сайте Coil32. Как выяснилось, на тот момент я располагал кольцами 22-50ВЧ и М100НН. Справочник по ферритам. 

В конечном итоге, остановился на варианте - два склеенных кольца типоразмера К20x12x6 марки М100НН. Измеренная проницаемость склейки двух колец получилась 105. Трансформатор выполнил проводом 0,51мм по лаку, обмотка 8 витков в два провода. В принципе, можно было задействовать и одно кольцо, но я решил сделать с запасом...

В итоге, КСВ в диапазоне до 30МГц на таком трансформаторе выглядит так:

В диапазоне 80м КСВ достигает полутора, но в данный момент меня интересует диапазон 40м. Предполагаю, что подбирая кол-во витков и взяв феррит большей проницаемости, можно улучшить показатели и на более низкочастотных диапазонах. Так же, можно попробовать термостабильные ферриты 50-150ВН.

Как видно из графика - согласование с сеточным резистором 200Ом реализовано в достаточно широком диапазоне частот. Следующий КВ-УМ попробую сделать по схеме с ОК с использованием данного метода согласования по входу... 

Продолжение следует...