Мощный и легкий PA

[DL2KQ]

Это на частоте 3.5 МГц, XL (реактивное сопротивление) составляет 1.099 кОм.
Что приводит к шунтированию входного сопротивления П-контура реактивным сопротивлением дросселя.
Поэтому КПД усилителя на НЧ диапазонах будет занижен.

Не совсем так.

КПД может упасть. Но не из-за шунтирования (его тут нет). А из-за увеличения ВЧ тока через дроссель. Поэтому не повредит запас по толщине провода в дросселе.

 Ну и понадобится запас по емкости анодного КПЕ (этот запас вместе с индуктивностью дросселя создаст трап  на 3,5 MHz с очень высоким импедансом, поэтому никакого шунтирования не будет).

[ra1qea]

... Не совсем так. ...
 Ну и понадобится запас по емкости анодного КПЕ (этот запас вместе с индуктивностью дросселя создаст трап  на 3,5 MHz с очень высоким импедансом, поэтому никакого шунтирования не будет).

Здравия Вам, Игорь.

Если использовать в цепи анода лампы выходного каскада усилителя мощности дроссель с индуктивностью 180 мкГн, то для создания параллельного контура (фильтра-пробки (трапа)) на частоте 1.8 МГц потребуется добавить к входному конденсатору П-контура ёмкость, величиной всего 43,43 пФ.
При этом  характеристическое сопротивление получившегося параллельного контура (XL) составит ρ = 2035.75 Ом.
Для частоты 3,5 МГц - 11,48 пФ.
При этом  характеристическое сопротивление получившегося параллельного контура составит ρ =  3958.349 Ом.
Для частоты 7 МГц - 2,8 пФ.
При этом  характеристическое сопротивление получившегося параллельного контура составит  ρ = 7916.697 Ом.

Поэтому, запас ёмкости входного конденсатора П-контура не велик.
А также, ёмкость дополнительного конденсатора постоянно присутствует во входном конденсаторе П-контура в системе трап - П контур.

В вашем примере (3,5 МГц; индуктивность дросселя 50 мкГн) характеристическое сопротивление получившегося параллельного контура (XL) составит ρ = 1099.55 Ом.
Ёмкость конденсатора составит 41,36 пФ.
Сравните полученные расчётные данные.

Удачи Вам.

[DL2KQ]

  ρ (характеристическое сопротивление реактивности одного элемента контура, т.е. 2•pi•L или 1/(2•pi•C).

  Roe (активное сопротивление всего контура на резонансе).  Roe  = ρ • Q,
где Q холостая добротность контура.

Умножьте Ваши цифры ρ на добротность (у дросселя из-за тонкого провода  она невелика, но явно выше как минимум  20). Получится Roe – то, что на самом деле шунтирует П-контур.

Так что небольшие по индуктивности дроссели вполне работоспособны на НЧ. Минусов только два:
1. Уже упомянутое "отъедание" части анодной ёмкости.
2. Возрастание реактивного тока в дросселе из-за его меньшей индуктивности (т.е. снижения  ρ),что надо иметь в виду при выборе толщины провода.

[ra1qea]

...
Умножьте Ваши цифры ρ на добротность (у дросселя из-за тонкого провода  она невелика, но явно выше как минимум  20). Получится Roe – то, что на самом деле шунтирует П-контур. ...

Игорь, я не писал о том, что нужно использовать тонкий провод для изготовления дросселя.
Я всегда мотаю дроссельные катушки проводом ПЭВ-2, диаметром 0,5 мм (ибо другого провода для дросселя у меня нет).
Как пример:
        Диаметр каркаса D: 25 мм.
   Диаметр провода d: 0.5 мм.
   Диаметр провода с изоляцией: 0.55 мм.
   Длина намотки: 98 мм.
   Рабочая частота: 3.5 МГц.
        Число витков катушки: 180.
       Индуктивность: 181 мкГн.
       Конструктивная добротность катушки: Q = 243.
       Сопротивление потерь: ЭПС=16.357 Ом.
Вот такие дроссели я использую.

Игорь, я нигде не утверждал, что небольшие по индуктивности дроссели, не работоспособны.
Просто я придерживаюсь несколько другой точки зрения, чем Вы.
Удачи Вам.

[Vadym]

Это стандартная беда компьютерных вентиляторов. Лечится (кроме очевидного увеличения расстояния до анода) парой SMD конденсаторов 0.1 uF, припаиваемых прямо на плату вентилятора (защитную наклейку для этого придется поднять).

Ну зачем так радикально? Я внутрь вентилятора не лез, просто подключил его через п-образньій LC фильтр. Я вообще сторонник решений, не требующих вмешательства в оригинальньіе компонентьі.

[DL2KQ]

ТОЭ. Сопротивление LC контура на резонансе.
Параллельного  ρ • Q. Последовательного  ρ / Q.

[Vadym]

Как я обьяснил єто явление себе. Дело вовсе не в резонансе вентилятора. Проблема в том, что наводимая в его обмотке ЄДС начинает генерировать напряжение на вьіводах вентилятора, которое "глушит" напряжение его питания. Поєтому LC фильтр и помог. Он просто не пустил генерируемое на обмотке вентилятора ВЧ напряжение дальше в схему.

[Vadym]

Кстати еще раз об анодном дросселе. Я делаю себе сейчас интереса ради второй бестрансформаторньій усилитель, на єтот раз на четрьірех ГУ-19. Перешел к єтапу настройки. Так вот, у меня стоит анодньій дроссель 31 виток провода 0.6мм на каркасе диаметром 40мм. Длина намотки получилась 25мм. Индуктивность прибором не измерял, но онлайн калькулятор индуктивности говорит, что должна бьіть порядка 36мкГн. И прекрасно работает на диапазоне 1.8МГц. Чудо? Вовсе нет, если принять во внимание, что сопротивление нагрузки анода четьірех ГУ-19 составляет плюс-минус 300...400 Ом. Если посчитать импеданс индуктивности 36мкГн на єтой частоте, получим 407 Ом. Так почему бьі ему не работать? Если бьі бьіл вьіходной каскад с сопротивлением 2кОм, тогда єквивалентная его сопротивлению индуктивность дросселя бьіла бьі порядка 200мкГн, что полностью согласуется с Вашими рекомендациями в статье об анодном дросселе. К слову, у меня индуктивность основной катушки П-контура на частоте 1.8МГц составляет порядка 9.1мкГн.

А теперь главньій бонус: 31 виток на каркасе 40 мм - єто 4 метра провода. Первьій паразитньій резонанс моего дросселя по идее должен лежать вьіше частотьі 33 МГц.  Еще не добрался в настройке до ВЧ диапазонов, но уже имею вкусньіе ожидания.

p.s. ИМХО усилитель на четьірех ГУ-19 - лучший вьібор бестрансформаторного усилителя  трансивера небольшой мощности (порядка 10Вт) с вьіхлопом в антенну порядка 300-400Вт. По сути ГУ-19 - єто та же ГУ-29, но с меньшими входньіми, вьіходньіми и проходньіми емкостями.

Особенно схема должна прийтись по душе неопьітньім/начинающим усилителестроителям, так как снимаєт цельій ряд традиционно сложньіх моментов:

• низкое анодное напряжение (600В в моем случае) позволяєт єффективно использовать для питания схему умножения без больших затрат на конденсаторьі и больших требований к изоляции вьісоковольтньіх напряжений
• Невьісокая входная емкость ламп в сочетании с небольшой требуемой амплитудой сеточного напряжения позволяет без проблем согласовать вход четьірех ламп (по сути восьми половинок) во всем любительском диапазоне без применения контуров. Общая сеточная емкость получилась 100пФ. Я применил вашу схему широкополосного согласования из єтой статьи: http://dl2kq.de/pa/1-4.htm. В итоге КСВ по входу не превьішает 1.1, при мощности раскачки порядка 7...9Вт
• Низкое сопротивления анодной нагрузки позволяєт применить дроссель, у которого первьій паразитньій резонанс лежит вьіше максимальной рабочей частотьі. Т.е. усилитель фактически может усиливать любую частоту диапазона 1.8...30МГц без каких-либо оговорок. Идеальньій анодньій дроссель получается сразу и без танцев с бубном  Просто нужно намотать виток к витку 4 метра провода диаметром 0.4-0.6мм на каркас диаметром 30...40мм
• Несмотря на то, что на вьіходе в параллель включеньі по сути восемь половинок ламп, итоговая их вьіходная емкость составляєт смешньіх 32пФ. В сочетании с низким нагрузочньім анодньім сопротивлением єто сильно облегчает построение П-контура на вьісокочастотньіх диапазонах.

Дополнительно из моих заморочек. Нити накала четьірех ламп я соединил последовательно и подключил прямо к цепи 220В через гасящий конденсатор 12мкФ. Работает отменно, правда вначале накал должен пару минут раскочегариться из-за того, что холодная нить имеет низкое сопротивление, а гасящий конденсатор ограничивает ток через нее номинальньім значением.
Ну и вторая заморочка - я все же использую схему умножителя с четким нулем на катоде. Иначе бьіл бьі невозможен накал от сети без трансформатора.
Еще бьіла идея сделать двутактную схему, но в последний момент отказался, так как не вижу достаточно преимуществ такого решения. С двухтактной схемой у меня больше вопросов, чем ответов, большого желания инвестировать усилия в єту тему нет.

[rtty]

Вадим, спасибо за описание, а будет ли, как говорят, "фото-отчет"?

Насчет накала ламп - вы их подбирали или ставили случайные и есть ли какая-то измеренная разница напряжения на выводах накала каждой лампы, разумеется, после прогрева? Вопрос без подвохов, просто интересно, у меня такого опыта включения не было.

[Семен]

Доброго здоровья Игорь, вопрос в общем то по теме.
   Строю РА в достаточно небольшом корпусе, собрал БП с ушестерением точно по схеме, все электролиты 470 мкФ, шунтирующие резисторы-200кОм. Включил пока без нагрузки, напряжение на выходе около 1700В, на входе 225В переменного. Смущает потеря 100В, да еще с нагрузкой 100В, итого 1600В-маловато. В итоге хочу не менее 500Вт в антенне..
В чем причина, все пишут 1800В при холостом включении ?
   Есть и второй вопрос, у нас здесь пока не найду ГИ7Б, но в наличии есть ГУ43Б, решил пока попробовать подключить ее с ОК, пусть и сильно сниженном анодном напряжении (отсюда и борьба за вольты БП).  Экранное напряжение планирую взять с БП, с второго снизу диода, там у меня 560В, по паспорту 350В.
Как Вы думаете получится взять свои 500-600 Вт на нагрузке ? Ну и с экранным напряжением вопрос, в крайне случае придется ставить второй трансформатор для 350В..
 

[Семен]

Глупость спросил по ГУ43б ?, осознаю что надо паспортные режимы соблюдать, но нет возможности..

[DL2KQ]

Давайте прикинем.
1. Если надо 500 W (речь, видимо, о средней, эффективной мощности) в антенне, значит с лампы надо снять около 550W (П-контур не 100% КПД имеет).
2. ГУ43Б без насилия раскачивается до I0=0,7 А постоянного анодного тока. Значит амплитуда тока первой гармоники импульса анодного тока будет около I1=1 А (в отношение коэффициентов Берга по первой и нулевой гармонике раз для выбранного угла отсечки больше постоянного тока анода).
3. Значит амплитуда напряжения первой гармоники на аноде должна быть не менее 2•550W/1A = 1100V (двойка вылезла т.к. значения тока и напряжения тут амплитудные, а мощность эффективная).
4. На вторую сетку ГУ43Б надо подать + 350V (паспорт). Значит питающее анодное напряжение под полным током нагрузки должно быть не менее 350 +1100 = 1450 V (мгновенное напряжение анода тетрода должно быть не ниже смещения второй сетки, во избежание чудес с этой сеткой)

  Так что если БП обеспечит 1450 V при токе нагрузки 0,7А, то на выходе PA получится честные 500 W (соответственно, если напряжение больше, возрастет и выходная мощность, например, для 600 W на выходе надо минимум 1670 V анодного под нагрузкой).

  Можно вышеприведенное пересчитать на ток  анода 0,75 A или 0,8 А,  будет чуть полегче с анодным напряжением.

  Зная эти цифры, можно начинать смотреть умножитель и продумывать как питать вторую сетку (там много подводных камней, но проходимых).

[DL2KQ]

... без нагрузки, напряжение на выходе около 1700В, на входе 225В переменного.

Более всего похоже на неточно измеряющий прибор.
   Например, мало тестеров сейчас меряют честное действующее напряжение, в основном тупо умножают на 0,707 измеренный пик считая напряжение синусоидальным. А если реальная форма напряжения в сети отличается от синуса (например, бегают короткие импульсы),  то такой прибор покажет неправду  (в случае паразитных импульсов покажет больше, чем есть на самом деле).

   Напряжение на выходе ушестерителя без нагрузки обязано быть равно шести амплитудам сетевого минус падение на диодах (вольт 5 от силы). Поэтому ищите что у Вас не так.

   В аттаче картинка, что дает под приличной нагрузкой умножитель по схеме http://dl2kq.de/pa/1-1-12.gif где каждый из 14-ти конденсаторов 470u при сетевом напряжении 220V. Как видно получается 1600 V/730 mA . Кстати, вольт 50 ... 60 под нагрузкой можно  добавить, если каждый из конденсаторов С3 и С8 сделать из двух параллельных 470 u.
   
   Т.е. желаемые 500...550 W на выходе будут, даже побольше. Скорее всего удастся выжать и 600 W, но придется половить блох (постараться с качеством катушки и переключателя П-контура, возможно придется снизить  напряжение на второй сетке воль до 320, толстые провода сети и умножителя, и т.п.). Надежность будет значительно выше, чем для ГИ7Б: 600 W для 43-й вообще не нагрузка, допустимое напряжение анода у нее гораздо выше (т.е. минус прострелы). Но, повторю, очень внимательно по второй сетке (стабилизация напряжения, утечка тока из сетки на землю, защитный автомат контроля тока второй сетки, разрядник, варистор).
 

[Семен]

Благодарю, все очень ясно.
Так вроде все предусмотрено (пока в неспешной работе), П-контур переключается реле П1Д, проводники с хорошим сечением, питание сеток по известной схеме в аттаче. К С3, С8 пробовал уже подбрасывать, правда 220 мкФ без нагрузки , изменений не увидел, возможно прибор...
"Утечка тока второй сетки на землю" - я понял это резисторы по кругу панельки с общим сопротивлением 20-27 кОм ?

[DL2KQ]

   Схема хороша, но неполна.
   Нет защиты по току второй секи.
   Я бы вместо резистора 15 Ом/2 W включил бы схему из аттача (обычная оптронная зашита с разными уровнями на положительный и отрицательный ток). Выход этой схемы нулем запускает триггер защиты, принудительно перекидывающий РА на прием.

   И еще разрядник вольт на 400, параллельно варистору не повредил  бы.