УКВ усилитель с выходной мощностью 50 ВТ

Данный УКВ усилитель мощности (УМ) был собран как «удлинитель « для переносной УКВ ЧМ радиостанции REXON RL-115, которая имеет три уровня выходной мощности, примерно 0,3/2/5 ВТ.

УМ собран по «классической» схеме (рис.1) на металлокерамическом триоде ГИ-21Б с общей сеткой. В УМ добавлен узел управления RX/TX (Auto TX), он срабатывает при подаче ВЧ сигнала с трансивера на вход УМ, через разъем XW1. Часть входного сигнала прошедшего через цепочку R1C1 выпрямляется диодом VD1. Постоянная составляющая выпрямленного напряжения через резисторы R2 и R4 прикладывается к переходу база-эмиттер транзистора VT1, открывая его. Это приводит к срабатыванию реле К1, К2, К3.

Контакты К 1.2 подключают разъем XW1 к усилительному каскаду, при этом сигнал от трансивера через цепочку C5L1 поступает на катод лампы VL1. Контакты К 1.1 замыкают цепь «обхода». УМ на землю для уменьшения вероятности самовозбуждения усилителя. Замкнутые контакты К2.1 изменяют напряжение стабилизации с 17 до 6,5 В «регулируемого стабилитрона», выполненного на транзисторах VT2 и VT3, что, в свою очередь, приводит к открыванию лампы VL1. Контакты К3.1 подключают антенный разъем XW2 к выходу УМ. Данная схема опробована в нескольких УМ и показала себя достаточно удобной и надёжной в эксплуатации с ЧМ радиостанциями.

При мощностях трансивера 0,1…0,5 Вт, возможно, придется подобрать (уменьшить) сопротивление резистора R1 , емкость конденсатора С1 или применить транзистор VT1 с большим коэффициентом передачи тока, например, КТ972А, для надёжного срабатывания реле. Если будет необходимо работать в SSB, то режим «Auto TX» можно отключить, замкнув контакты переключателя SA1, а педаль управления RX/TX подключить к гнездам PTT и GND.
«Регулируемый стабилитрон» на транзисторах VT2 и VT3 позволяет плавно регулировать напряжение стабилизации на катоде лампы VL1, тем самым плавно регулировать ток покоя в процессе работы УМ. При работе с ЧМ ток покоя, движком резистора R12, выставляют в пределах до 30…40 мА.
Индикатор выходного сигнала на измерительном приборе РА1 и детекторе на № предназначен для индикации уровня выходного напряжения на антенном разъеме SSB при настройке УМ.

Источник питания
Ум питается от небольшого внешнего блока питания (далее – БП), схема которого показана на рис.2. Анодный выпрямитель № и выпрямитель цепей управления № Ум собраны по мостовой схеме. Для получения анодного напряжения +820 В используются четыре обмотки трансформатора Тр1 типа ТАН-81-127/220-50, 2 обмотки на 315 В 65 мА и 2 на 280 В 72 мА (обмотки с одинаковым напряжением включены параллельно, согласно рис.2). В диодном мосте VD1 – VD4 применены диоды 1N4803 (1000 В, 3 А), каждый диод зашнурован конденсатором 1 нФ 1 кВ. Для цепей управления (питания реле К1 – К3, рис.1) Ум используются две обмотки по 35 В 72 мА, которые включены параллельно, на выходе данного выпрямителя получилось напряжение +50 В. Из-за этого реле К1 – К3 УМ включены последовательно. Если есть возможность выбрать напряжение управления в диапазоне +16…20 В, все реле можно включить параллельно. БП собран в корпусе от импульсного блока питания ПК. Внешний вид БП показан на рис.3.

Конструкция и детали
Реле К1 и К2 типа РЭС-48А (срабатывает при 13 В, 20 мА), К3 – высокочастотное с керамическим изолятором, неизвестного мне типа, оно срабатывает при 6 В, 100 мА (рис.4). Детали катодной части С5, С6, L1, L2, L3 (рис.5) собраны в подвале шасси возле выводов катода и подогревателя и заключены в экран от платы кинескопа компьютерного монитора. L1 состоит из 4-5 витков медного провода диаметром 1,5 мм, намотанных на оправке диаметром 10 мм, дина намотки 15мм. Накальные дроссели L2 и L3 состоят из 20 витков провода диаметром 0,8 мм, намотанных на оправке диаметром 10 мм, длина намотки 40 мм.Специальной панельки под лампу VL1 я не изготавливал, в шасси просверлил отверстие под диаметр сетки и прижал со стороны анода расточенным разъемом питания к выступу сетки, к выводам катода и подогревателя сделал простые хомутики из медной шины шириной 8*0,8 мм.
Детали выходной анодной части С7, L4, L5, С16, С17 (рис.6) собраны в отдельном закрытом блоке. L5 состоит из 3 витков (желательно) посеребренного провода диаметром 2,5 мм. Дроссель L4 состоит из 20 витков провода диаметром 0,8 мм, намотанных на оправке диаметром 10 мм, длина намотки 40 мм. Переменные конденсаторы С16, С17 взяты из блока частотных развязок (БЧР) радиорелейной станции (РРС) З-405 или Р-401, их ручки выведены на переднюю панель УМ.В первой версии Ум был установлен вентилятор типа ВВФ-71, но так как он сильно гудел, то пришлось заменить его вентилятором М1 от импульсного блока питания ПК, запитав его от выпрямителя на VD2, С4, подключенного через помехоподавляющий фильтр на С10, L6, С11, С12 (рис.1) к накальной обмотке силового трансформатора Тр1 блока питания. Фильтр нужен для того, чтобы остатки ВЧ напряжения не попали на вентилятор М1, а импульсные помехи при работе самого вентилятора М1 не попали на вход лампы VL1. В связи с тем, что вентилятор М1 у нас дует на лампу VL1 до металлических деталей корпуса УМ не менее 4 см.
Транзисторы VT1 типа КТ815Г, КТ817Г, VT2 – КТ818Г, VT3 – КТ940А. Диодный мост VD2 и диоды VD3 – VD5 на прямой ток не менее 1 А и обратным напряжением не менее 100 В, например, КД212Б, КД208Б, КД226Б, 1N4007. Диоды VD1, VD9 – кремниевые, высокочастотные, рассчитанные на прямой ток не менее 30 мА и обратное напряжение не менее 50 В, например, ВАТ41, КД522, КД510, КД521 с любым буквенным индексом. Стабилитрон VD7 на напряжение стабилизации 27…39 В, номинальный ток стабилизации не менее 50 мА, например, Д816А, Б, В, Г. Стабилитрон VD8 на напряжение стабилизации 3,3…3,9 В, например, КС133А, КС433А, КС407А, КС139А, КС407Б, КС439Б, КС439А. светодиод VD6 – индикатор режима ТХ, красного цвета, установлен на передней панели УМ. Дроссель L6 помехоподавляющего фильтра использован от фильтра питания монитора от ПК. Все резисторы, на которых на рис.1 и рис.2 не указана мощность, типа МЛТ -0,25±5%. «Регулируемый стабилитрон», узел управления RX/TX (Auto TX), цепи выпрямителя вентилятора М1 собраны на отдельной печатной плате (рис.7).

Настройка
После проверки правильности монтажа подают питающие напряжения (U_a= +820 В, U_н= ̴12,6 В, Uупр=+50 В). После 10-минутного прогрева лампы VL1, замыкают контакты реле К2.1, подбором резистора R11 устанавливают ток покоя лампы в диапазоне 10…20 мА (напряжение смещения 6…7 В). Подключают эквивалент нагрузки. Подают на вход УМ возбуждение от УКВ радиостанции мощностью 2…3 ВТ с частотой 145 МГц (рис.8). Вращая подстроечные конденсаторы С5, С6, настраивают выходной контур по максимуму выходного сигнала по индикатору выхода РА1, ток анода при этом возрастает до 110…130 мА. При настройке, возможно, придется сжать или растянуть витки катушки L5. В дальнейшем, при эксплуатации УМ перестройку по частоте проводят только конденсаторами С16, С17. С указанными на схеме номиналами L5, С16, С17 выходной контур настраивают на диапазон 143…147 МГц (при снижении мощности на краях указанного диапазона на 10%). Внешний вид УМ показан на фото. При входном ВЧ напряжении 10 В (2 Вт) усилитель развивает, на эквиваленте нагрузки 50 Ом, ВЧ напряжение 40 В (32 Вт), а при 15 В (4,5 Вт) – 50 В (50 Вт) соответственно. Изменения ВЧ напряжения проводились вольтметром В7-36 (рис.9) с ВЧ головкой и делителем напряжения 1:10 Д-524 на эквиваленте нагрузки М-69 50 Ом 200 Вт.

Автор: Василий Мельничук, UR5YW, г. Черновцы,

Источник: Радиоаматор №11/12, 2014