Усилитель мощности

ВЧ усилители мощности

Е. ШЕЛЕКАСОВ (UV3AX)
(РЛ 4-91)

В последние годы радиолюбительские трансиверы, как правило, делают маломощными - от 3 да 5 Вт. В связи с этим при проектировании усилителя мощности возникает вопрос, какую из известных схем применить, чтобы при вышеуказанных параметрах получить на выходе усилителя однополосный и телеграфный сигналы, отвечающие всем техническим требованиям, предъявляемым в настоящее время к радиолюбительским станциям 1 категории. Классические схемы усилителей с "заземленной сеткой" и "заземленным катодом" не подходят, так как напряжение возбуждения трансивера с выходной мощностью 3-5 Вт явно недостаточно (например, при мощности 3,5 Вт на сопротивлении 50 Ом имеется 15 Вольт).

Существует так называемая гибридная схема усилителя мощности, которая в последнее время часто применяется радиолюбителями. Но эта схема является ухудшенным вариантом усилителя с "заземленной сеткой". Мощность, получаемая в этой схеме от радиолампы, в лучшем случае может достичь 70% от гарантированной на данную радиолампу, так как транзистор, стоящий в катоде лампы, является ограничителем тока.

За счет плохого согласования между радиолампой и транзистором возникают отраженные волны, что угрожает пробоем транзистора и ухудшает формы сигнала на выходе усилителя. Не полностью используется крутизна характеристики радиолампы.

Автор попытался создать усилитель, лишенный недостатков вышеизложенных схем. В какой мере это ему удалось - судить радиолюбителям.

		Основные параметры усилителя на лампе ГУ-74Б:

	диапазон усиливаемых частот -3.5...30МГц.
	мощность, подаваемая на усилитель, - 3 Вт (12,5В эффективного напряжения на сопротивление 50 Ом),
	анодное напряжение-1200В,
	ток покоя - 70 мА,
	максимальный ток - 600 мА,
	КПД радиолампы - 60 %,
	коэффициент усиления гибридного каскада - 130 раз,
	подавление интермодуляционных составляющих - 40 дБ.

Схема усилителя приведена на рисунке. В усилителе использованы транзистор КП904Б и радиолампа ГУ-74Б (возможно использование и других современных металлокерамических и металло-стеклянных радиоламп).

Схема работает следующим образом.
Напряжение возбуждения через согласующий трансформатор с соотношением сопротивлений 4:1 (50 -12,5) подается на затвор транзистора Т1. Выделяясь в строковой нагрузке на трансформаторе Тр2 (1:4 - 40 -160), напряжение возбуждения подводится к управляющей сетке лампы. В аноде лампы включена колебательная система. Питание каскада осуществляется через дроссель ДР.

Как видно из рисунка, для питания транзистора по постоянному току используется его включение в катая радиолампы. В то же время катод ради-олампы заземлен по высокой частоте через емкости С1-С4 (4 шт. по 10Н).

Для создания тока через каскад лампа - транзистор на транзистор подается положительное смещение с делителя R3 - R2. Ток покоя лампы определяется соотношением этих резисторов. Его изменяют величиной резистора R3. Отладка схемы сводится к подбору тока покоя в пределах 70.. .80 мА. Небольшая, величина начального тока, на первый взгляд, недопустима для усиления однополосного сигнала, но так как схема имеет двойную ООС как по катоду, так и по сетке уровень всех побочных и нелинейных искажений при данном токе незначителен. Необходимо обратить внимание на правильность включения обмоток трансформаторов ТР1 и ТР2. ТР1 изготовлен на основе медной трубки с внешним диаметром 3 мм, изогнутой в виде буквы U. На каждую половинку надето по 4 ферритовых кольца с внутренним диаметром Змм, внешним - 9 мм, и толщиной 10 мм. ТР2 изготовлен на основе медной трубки с внешним диаметром 5 мм. На каждую половинку надето по б ферритовых колец М2000 с внутренним диаметром 5 мм, внешним - 12 мм, и толщиной 10 мм. Внутрь трубок продето по 2 витка провода из параллельно соединенных проводов типа МГТФ-0,15. Необходимо учитывать, что чем плотнее внутри медной трубки расположена обмотка, тем широкополосное трансформатор. Для защиты транзистора от случайно возникающих перенапряжений на стоке включена цепочка Д1. Д2. ДЗ. Конструкция усилителя обычная, анодные цепи экранированы от сеточных, сеточные - от входных. По всем вопросам, связанным с постройкой и наладкой усилителя, прошу обращаться в эфире.