Особенности конструирования мощных ламповых ра - продолжение. Особенности конструирования мощных ламповых ра - продолжение Выходной П-контур и его особенности

Продолжим разговор об особенностях при конструировании мощного усилителя РА с чем сталкивается любой радиолюбитель и тех последствиях, которые могут быть при неправильном монтаже конструкции усилителя. В этой статье приводятся лишь самые необходимые сведения, которые нужно знать и учитывать при самостоятельном проектировании и изготовлении усилителей большой мощности. Остальное придется постигать на собственном опыте. Нет ничего ценнее, чем собственный опыт.

Охлаждение выходного каскада

Охлаждение генераторной лампы должно быть достаточным. Что под этим понимается? Конструктивно лампа устанавливается таким образом, чтобы весь поток охлаждающего воздуха проходил сквозь ее радиатор. Его объем должен соответствовать паспортным данным. Большинство любительских передатчиков эксплуатируется в режиме “прием-передача”, поэтому объем воздуха, указанного в паспорте, можно изменять в соответствии с режимами работ.

Например, можно ввести три скоростных режима вентилятора:

• максимальный для контестной работы,
• средний для повседневной и минимальный для работы с DX.

Желательно использовать малошумящие вентиляторы. Уместно напомнить, что вентилятор включается одновременно с включением напряжения накала или немного раньше, а выключается не менее чем через 5 минут после его снятия. Невыполнение этого требования сокращает срок службы генераторной лампы. Желательно на пути прохождения воздушного потока установить аэрокоитакт, который через систему защиты отключит все напряжения питания в случае пропадания воздушного потока.

Параллельно с питающим напряжением вентилятора полезно установить небольшой аккумулятор, как буфер, который несколько минут будет поддерживать работу вентилятора в случае пропадания напряжения питающей сети. Поэтому лучше использовать низковольтный вентилятор постоянного тока. В противном случае придется прибегнуть к варианту, услышанному мной в эфире от одного радиолюбителя. Он, якобы для обдува лампы при пропадании электросети, держит на чердаке огромную надутую камеру от заднего колеса трактора, соединенную с усилителем шлангом-воздухопроводом.

Анодные цепи усилителя

В усилителях большой мощности желательно избавиться от анодного дросселя, применив схему последовательного питания. Кажущиеся неудобства с лихвой окупятся стабильной и высокоэффективной работой на всех любительских диапазонах, включая десятиметровый. Правда, в этом случае под высоким напряжением оказывается выходной колебательный контур и переключатель диапазонов. Поэтому переменные конденсаторы следует развязать от присутствия на них высокого напряжения, как показано на рис.1.

Рис.1.

Наличие анодного дросселя, при его неудачной конструкции также может стать причиной вышеуказанных явлений. Как правило, грамотно сконструированный усилитель по схеме с последовательным питанием не требует введения “антипараэитов” ни в анодной, ни в сеточной цепях. Он устойчиво работает на всех диапазонах.

Разделительные конденсаторы С1 и С3, рис.2 должны быть рассчитаны на напряжение в 2...3 раза превышающее анодное и достаточную реактивную мощность, которая вычисляется как произведение высокочастотного тока, проходящего через конденсатор, на падение напряжения на нем. Их можно составить из нескольких параллельно соединенных конденсаторов. В П-контуре желательно использовать вакуумный конденсатор переменной емкости С2 с минимальной начальной емкостью, с рабочим напряжением не менее анодного. Конденсатор С4 должен иметь зазор между пластинами не менее 0,5 мм.

Колебательная система, как правило, состоит из двух катушек. Одна для ВЧ, другая для НЧ диапазонов. Катушка ВЧ-диапазона - бескаркасная. Наматывается медной трубкой диаметром 8...9 мм и имеет диаметр 60...70 мм. Чтобы трубка при намотке не деформировалась, в нее предварительно насыпают мелкий сухой песок и сплющивают концы. После намотки, отрезав концы трубки, песок высыпается. Катушка на НЧ-диапазоны наматывается на каркасе или без него медной трубкой или толстым медным проводом диаметром 4...5 мм. Ее диаметр 80...90 мм. При монтаже катушки располагаются взаимоперпендикулярно.

Зная индуктивность, число витков для каждого диапазона, можно вычислить с высокой точность по формуле:

L (мкГн) = (0,01DW 2)/(l/ D + 0,44)

Однако для удобства эту формулу можно представить в более удобном виде:

W= Ц {L(l/ D + 0,44)}/ 0,01 - D; где:

• W- число витков;
• L - индуктивность в микрогенри;
• I - длина намотки в сантиметрах;
• D - средний диаметр катушки в сантиметрах.

Диаметр и длина катушки задается, исходя из конструкторских соображений, а величина индуктивности выбирается в зависимости от сопротивления нагрузки применяемой лампы - таблица 1.

Таблица 1.

Переменный конденсатор С2 на "горячем конце" П-контура, рис.1 подключается не к аноду лампы, а через отвод в 2...2,5 витка. Это снизит начальную емкость контура на ВЧ диапазонах, особенно, на 10-метровом. Отводы от катушки делаются медными полосками толщиной 0,3...0,5 мм и шириной 8... 10 мм. Сначала их нужно механически закрепить на катушке, обогнув полоску вокруг трубки, и затянуть винтом 3 мм, облудив предварительно места соединения и отвода. Затем место контакта тщательно пропаивается.

Внимание: При сборке мощных усилителей не следует пренебрегать хорошим механическим соединением и надеяться только на пайку. Надо помнить, что во время работы все детали сильно нагреваются.

В катушках нецелесообразно делать отдельные отводы для WARC диапазонов. Как показывает опыт, П-контур отлично настраивается на диапазоне 24 МГц в положении переключателя 28 МГц, на 18 МГц в положении 21 МГц, на 10 МГц в положении 7 МГц, практически без потери выходной мощности.

Коммутация антенны

Для коммутации антенны в режиме "прием-передача" используется вакуумное или обыкновенное реле, рассчитанное на соответствующий коммутационный ток. Во избежание подгорания контактов, необходимо включать антенное реле на передачу раньше подачи ВЧ сигнала, а на прием немного позже. Одна из схем задержки приводится на рис.2.

Рис.2.

При включении усилителя на передачу открывается транзистор Т1. Антенное реле К1 срабатывает мгновенно, а входное реле К2 сработает только после заряда конденсатора С2 через резистор R1. При переходе на прием реле К2 отключится мгновенно, так как его обмотка вместе с конденсатором задержки блокируется контактами реле К3 через искрогасящий резистор R2.

Реле К1 сработает с задержкой, которая зависит от величины емкости конденсатора С1 и сопротивления обмотки реле. Транзистор Т1 используется в качестве ключа, чтобы уменьшить ток, проходящий через управляющие контакты реле, находящегося в трансивере.

Рис.3.

Емкость конденсаторов С1 и С2, в зависимости от применяемых репе, выбирается в пределах 20...100 мкФ. Наличие задержки срабатывания одного реле по отношению к другому можно легко проверить, собрав простую схему с двумя неоновыми лампочками. Известно, что у газоразрядных приборов потенциал зажигания выше потенциала горения.

Зная это обстоятельство, контакты реле К1 или К2 (рис.3), в цепи которого загорится неонка, замкнутся раньше. Другая неонка загореться не сможет, из-за сниженного потенциала. Точно также можно проверить очередность срабатывания контактов реле при переходе на прием, подключив их к испытательной схеме.

Подведем итог

При использовании ламп, включенных по схеме с общим катодом и работающих без сеточных токов, таких как ГУ-43Б, ГУ-74Б и т.п., желательно на входе установить мощный без индукционный резистор 50 Ом мощностью 30...50 Вт (R4 на рис.4).

• Во-первых, этот резистор будет оптимальной нагрузкой для трансивера на всех диапазонах
• Во-вторых, он способствует исключительно устойчивой работе усилителя без применения дополнительных мер.

Для полной раскачки от трансивера требуется мощность в несколько, десятков ватт, которая будет рассеиваться на этом резисторе.

Рис.4.

Техника безопасности

Нелишне напомнить о соблюдении техники безопасности при работе с усилителями большой мощности. Нельзя проводить какие-либо работы или измерения внутри корпуса при включенном напряжении питания или, не убедившись в полном разряде фильтровых и блокировочных конденсаторов. Если при случайном попадании под напряжение 1000...1200В еще есть шанс чудом остаться в живых, то при воздействии напряжения 3000В и выше такого шанса практически нет.

Хотите этого или нет, но следует обязательно предусмотреть автоматическую блокировку всех питающих напряжений при открывании корпуса усилителя. Выполняя любые работы с мощным усилителем, необходимо всегда помнить что Вы работаете с устройством повышенной опасности!

С. Сафонов, (4Х1IМ)

Выходной П-контур и его особенности

П-контур должен отвечать следующим требованиям:

Настраиваться на любую частоту заданного диапазона.

Фильтровать, в нужной степени, гармоники сигнала.

Трансформировать, т.е. обеспечивать получение оптимальных нагрузочных сопротивлений.

Обладать достаточной электрической прочностью и надёжностью.

Иметь хороший КПД и простую, удобную конструкцию.

Пределы реальной возможности П-контура, по трансформации сопротивлений, довольно высоки и напрямую зависят от нагруженной добротности этого П-контура. С увеличением которой (следовательно увеличением С1 и С2) коэффициент трансформации повышается. С увеличением нагруженной добротности П-контура гармонические составляющие сигнала подавляются лучше, но из-за возросших токов КПД контура падает. С уменьшением нагруженной добротности КПД П-контура повышается. Часто контуры с такой низкой нагруженной добротностью («выжимание мощи») не справляются с подавлением гармоник. Бывает так, что при солидной мощности станция, работающая на диапазоне 160 метров, слышна и на диапазоне
80 метров или работающая на 40 метровом диапазоне слышна на 20 метровом диапазоне.
Следует помнить, что «сплеттеры» П-контуром не отфильтровываются, поскольку находятся в его полосе пропускания, фильтруются только гармоники.

Влияние Roe на параметры усилителя

Как влияет резонансное сопротивление(Roe) на параметры усилителя? Чем меньше Roe, тем усилитель более устойчив к самовозбуждению, но коэффициент усиления каскада меньше. И наоборот, чем больше Roe, тем коэффициент усиления больше, но устойчивость усилителя к самовозбуждению снижается.
Что мы видим на практике: возьмём, к примеру, каскад на лампе ГУ78Б, выполненного по схеме с общим катодом. Резонансное сопротивление каскада низкое, но зато крутизна лампы высокая. И по этому имеем, при этой крутизне лампы, большой коэффициент усиления каскада и хорошую устойчивость к самовозбуждению, из-за низкого Roe.
Устойчивость усилителя к самовозбуждению также способствует низкоомное сопротивление в цепи управляющей сетки.
Увеличение Roe снижает устойчивость каскада в квадратичной зависимости. Чем больше резонансное сопротивление, тем больше положительная обратная связь через проходную ёмкость лампы, способствующая возникновению самовозбуждения каскада. Далее, чем ниже Roe тем большие токи текут в контуре, а отсюда повышенные требования к изготовлению выходной контурной системы.

Инверсия П-контура

Многие радиолюбители в процессе настройки усилителя встречались с таким явлением. Это происходит, как правило, на диапазонах 160, 80 метров. Вопреки здравому смыслу ёмкость переменного конденсатора связи с антенной (С2), непозволительно мала, меньше чем ёмкость конденсатора настройки (С1).
если настраивать П-контур на максимальный КПД при максимально возможной индуктивности, то на этой границе возникает второй резонанс. П-контур при одной и той же индуктивности имеет два решения, то есть две настройки. Вторая настройка это, так называемый «инверсный» П-контур. Он назван так по тому, что ёмкости С1 и С2 поменялись местами, т. е. «антенная» ёмкость весьма мала.
Это явление описал и просчитал очень старый разработчик аппаратуры из Москвы. В форуме под тиком REAL, Игорь-2 (UA3FDS). Кстати весьма способствовал Игорю Гончаренко при создании его калькулятора для расчёта П-контура.

Способы включения выходного П-контура

Схемные решения, применяемые в профессиональной связи

Теперь о некоторых схемных решениях применяемых в профессиональной связи. Широко используется последовательное питание выходного каскада передатчика. В качестве С1 и С2 используют переменные вакуумные конденсаторы. Они могут быть как со стеклянной колбой, так и из радио-фарфора. Такие конденсаторы переменной ёмкости обладают рядом преимуществ. У них нет скользящего токосъёмника ротора, минимальная индуктивность выводов, так как они кольцевые. Очень малая начальная ёмкость, что очень важно для высокочастотных диапазонов. Впечатляющая добротность(вакуум) и минимальные размеры. Не будем говорить о двух литровых «банках» для мощности 50 кВт. О надёжности, т.е. о количестве гарантированных циклов вращения(туда - сюда). Два года назад «ушел» старичок РА выполненный на лампе ГУ43Б, в котором использовался вакуумный КПЕ типа КП 1-8
5-25 Пф. Этот усилитель отработал 40 лет, и ещё будет работать.
В профессиональных передатчиках вакуумные конденсаторы переменной ёмкости (С1 и С2) разделительным конденсатором не отделяют, это налагает определённые требования к рабочему напряжению вакуумного КПЕ, ведь там используется схема последовательного питания каскада и поэтому рабочее напряжение КПЕ выбирают с трёхкратным запасом.

Схемные решения, применяемые в импортных усилителях

В контурных системах импортных усилителей, выполненных на лампах ГУ74Б, одна или две ГУ84Б, ГУ78Б, мощность солидная и требования к FCC весьма жёсткие. Поэтому, как правило, в этих усилителях применяют ПЛ-контур. В качестве С1 применён двухсекционный конденсатор переменной ёмкости. Одна, малой ёмкости, для высокочастотных диапазонов. В этой секции малая начальная ёмкость, да и максимальная ёмкость не велика, достаточная для настройки в высокочастотных диапазонах. Другая секция, большей ёмкости, подключается галетным переключателем в параллель к первой секции, для работы на низкочастотных диапазонах.
Этим же галетным переключателем переключается анодный дроссель. На высокочастотных диапазонах малая индуктивность, а на остальных полная. Контурная система состоит из трёх - четырёх катушек. Нагруженная добротность относительно не высока, следовательно, КПД высокий. Использование ПЛ-конура приводит к минимальным потерям в контурной системе и хорошую фильтрацию гармоник. На низкочастотных диапазонах контурные катушки выполняют на кольцах AMIDON.
Довольно часто общаюсь по Skipe с другом детства Христо, работающего в ACOM. Вот, что он говорит: лампы, устанавливаемые в усилители, предварительно тренируются на стенде, затем тестируются. Если в усилителе используются две лампы (ACOM-2000), то подбираются пары ламп. Не парные лампы устанавливаются в ACOM-1000, где применяется одна лампа. Настройка контура производится только один раз в стадии макетирования, так как все компоненты усилителя идентичны. Шасси, размещение компонентов, анодное напряжение, данные дросселей и катушек - ничего не меняется. При производстве усилителей достаточно чуть сжать или раздвинуть только катушку диапазона 10 метров, остальные диапазоны получаются автоматически. Отводы на катушках запаиваются сразу при изготовлении.

Особенности расчётов выходных контурных систем

В настоящий момент, в интернете, существует много калькуляторов «считалок», благодаря которым мы имеем возможность быстро и относительно точно рассчитать элементы контурной системы. Главное условие - ввести в программу корректные данные. А вот тут то и возникают проблемы. Например: в программе, уважаемого мной, и не только, Игоря Гончаренко(DL2KQ), есть формула определения входного сопротивления усилителя по схеме с заземлённой сеткой. Она выглядит так: Rвх=R1/S, где S - крутизна лампы. Эта формула дана при работе лампы на участке характеристики с переменной крутизной, а у нас усилитель с заземлённой сеткой при угле отсечки анодного тока примерно 90 градусов с токами сетки при этом. И поэтому сюда больше подходит формула 1/0,5S. Сравнивая эмпирические формулы расчётов как в нашей, так и в зарубежной литературе видно, что наиболее правильно она будет выглядеть так: входное сопротивление усилителя работающего с сеточными токами и с углом отсечки примерно 90 градусов R=1800/S, R- в омах.

Пример : Возьмём лампу ГК71, её крутизна около 5, тогда 1800/5=360 Ом. Или ГИ7Б, с крутизной 23, тогда 1800/23=78 Ом.
Казалось бы, в чём проблема? Ведь входное сопротивление можно измерить, и формула есть: R=U 2 /2P. Формула есть, а усилителя пока нет, он только проектируется! К вышеизложенному материалу следует добавить, что величина входного сопротивления частотно зависима и меняется от уровня входного сигнала. Поэтому мы имеем чисто прикидочный расчёт, ведь за входными контурами у нас стоит ещё один элемент, накальный или катодный дроссель и его реактанс тоже зависит от частоты и вносит свои коррективы. Одним словом КСВ-метр, подключенный ко входу, отобразит наши усилия по согласованию трансивера с усилителем.

Практика - критерий истины!

Теперь ещё о «считалке», только уже по расчётам ВКС (или проще выходного P-контура). Здесь тоже есть нюансы, приведенная в «считалке» формула расчёта тоже относительно не корректна. Она не учитывает ни класса работа усилителя (АВ 1 , В,С), ни типа применённой лампы(триод, тетрод, пентод) - у них разный КИАН(коэффициент использования анодного напряжения). Можно посчитать Rое (резонансное сопротивление) классическим способом.
Расчёт для ГУ81М : Ua=3000В, Iа=0,5А, Uс2=800В, тогда амплитудное значение напряжения на контуре равно (Uаконт= Ua-Uс2) 3000-800=2200 вольт. Ток анода в импульсе (Iаимп= Iа *π) будет 0,5*3,14=1,57А, ток первой гармоники (I1=Iаимп* Iа) будет 1,57*0,5=0,785А. Тогда резонансное сопротивление (Rое=Uаконт/I1) будет 2200/0,785=2802 Ом. Отсюда мощность, отдаваемая лампой (Pл=I1*Uаконт), составит 0,785*2200=1727Вт - это пиковая мощность. Колебательная мощность, равна произведению половины первой гармоники анодного тока на амплитуду напряжения на контуре (Pк= I1/2* Uаконт) будет 0,785/2*2200=863,5Вт, или проще (Pк=Pл/2). Так же следует вычесть потери в контурной системе, около 10% и получим на выходе примерно 777 ватт.
В данном примере нам нужно было только эквивалентное сопротивление (Rое), а оно равно 2802 Ом. Но можно воспользоваться и эмпирическими формулами: Rое= Ua/Iа*k (k берём из таблицы).

По этому, чтобы получить корректные данные из «считалки», в неё нужно ввести правильные исходные данные. Пользуясь калькулятором, нередко возникает вопрос: какое значение нагруженной добротности нужно вводить? Здесь есть несколько моментов. Если мощность передатчика высока, а у нас только P-контур то, чтобы «задавить» гармоники, приходится увеличивать нагрузочную добротность контура. А это - завышенные контурные токи и, следовательно, большие потери, хотя есть и плюсы. При большей добротности, форма огибающей «красивее» и нет впадин и приплюснутости, коэффициент трансформации P-контура выше. С большей нагруженной добротностью сигнал более линейный, но потери в таком контуре значительны и, следовательно, КПД ниже. Мы сталкиваемся с проблемой несколько иного характера, а именно с невозможностью создать «полноценный» контур на высокочастотном диапазоне. Причин несколько - это большая выходная ёмкость лампы и большое Rое. Ведь при большом резонансном сопротивлении оптимальные расчётные данные никак не вписываются в реальность. Изготовить такой «идеальный» P-контур(рис. 1) практически невозможно.

Так как расчётное значение «горячей» емкости P-контура мало, а мы имеем: выходную ёмкость лампы(10-30 Пф), плюс начальную ёмкость конденсатора(3-15Пф), плюс ёмкость дросселя(7-12Пф), плюс ёмкость монтажа(3-5Пф) и в итоге «набегает» столько, что нормальный контур не реализуется. Приходится увеличивать нагруженную добротность, а из-за резко возросших, при этом, контурных токов возникает масса проблем - повышенные потери в контуре, требования к конденсаторам, коммутационным элементам, да и к самой катушке, которая должна быть более мощной. В значительной степени решить эти проблемы может схема последовательного питания каскада (рис. 2).

У которого коэффициент фильтрации гармоник выше, чем у P-контура. В PL-контуре токи не большие, а значит и потерь меньше.

Размещение катушек выходной контурной системы

Как правило, их в усилителе две или три. Они должны быть расположен перпендикулярно друг к другу, дабы взаимоиндукция катушек была минимальная.
Отводы к коммутационным элементам должны быть как можно короче. Сами отводы выполняются широкими, но гибкими шинками с соответствующим периметром как, кстати, и сами катушки. Располагать их нужно на 1-2 диаметра от стенок и экранов, особенно с торца катушки. Хорошим примером рационального расположения катушек являются мощные промышленные импортные усилители. Стенки контурной системы, которых, отполированы и обладают малым удельным сопротивлением, под контурной системой лист полированной меди. Корпус и стенки не нагреваются катушкой, всё отражается!

Холодная настройка выходного П-контура

Часто на «техническом круглом столе» г. Луганска задаётся вопрос: как не имея соответствующих приборов «на холодную» настроить выходной П-контур усилителя и подобрать отводы катушек для любительских диапазонов?
Метод довольно старый и заключается в следующем. Сначала необходимо определить резонансное сопротивление (Roe) вашего усилителя. Значение Roe берётся из расчётов вашего усилителя или воспользоваться формулой описанной выше.

Затем нужно присоединить безиндуктивный (или малоиндуктивный) резистор, сопротивлением равным Roe и мощностью 4-5 ватт, между анодом лампы и общим проводом (шасси). Проводники соединения этого резистора должны быть как можно короче. Настройка выходного П-контура производится при установленной в корпусе усилителя контурной системе.

Внимание! Все напряжения питания усилителя должны быть отключены!

Выход трансивера, соединяют коротким отрезком кабеля, с выходом усилителя. Реле «обхода» переводят в режим «передача». Выставляют частоту трансивера на середину нужного диапазона, при этом внутренний тюнер трансивера должен быть отключен. Подают с трансивера несущую (режим «CW») мощностью 5 ватт.
Манипулируя ручками настройки С1 и С2 и подбирая индуктивность катушки или отвод для нужного радиолюбительского диапазона добиваются минимального КСВ между выходом трансивера и выходом усилителя. КСВ-метр можно использовать встроенный в трансивер, или подключить внешний между трансивером и усилителем.
Настройку лучше начинать с низкочастотных диапазонов, последовательно переходя к более высокочастотным.
После проведения настройки выходной контурной системы не забудьте снять настроечный резистор между анодом и общим проводом (шасси)!

Не все радиолюбители способны, и финансово в том числе, иметь усилитель на лампах типа ГУ78Б, ГУ84Б, да и даже на ГУ74Б. Поэтому имеем то, что имеем - в итоге приходится строить усилитель из того, что есть в наличии.

Я надеюсь, что эта статья поможет Вам в выборе правильных схемных решений в постройке усилителя.

С уважением Владимир (UR5MD).

Формат: jpg, txt.
Архив: rar.
Размер: 163 kb.

Правильный выбор минимально необходимого диаметра провода для катушек П-контуров (ПL-контуров) ламповых усилителей мощности - задача довольно актуальная. Таблицы, в которых приводились сведения о диаметре провода П-контура в зависимости от диапазона работы и выходной мощности оконечного каскада передатчика, публиковались очень давно , примерно в конце 50-х гг. XX века.
Более того, приводимые в них сведения были не очень подробны, а при расчетах рассматривалась мощность, подводимая к оконечному каскаду. По-видимому, потребность в подробной и точной таблице, содержащей полные данные для выбора минимально необходимого диаметра провода для катушек П-контуров, назрела давно.
По эмпирическим формулам Евтеева и Панова диаметр провода для катушек с бескаркасной намоткой равен:

(1), где:
Ik - контурный ток в амперах;
F - частота в мегагерцах;
- допустимый перегрев провода контура по отношению к температуре окружающей среды при естественном охлаждении в режиме длительной работе усилителя мощности.

Например, если принять температуру внутри корпуса усилителя мощности равной +60oС, а максимальную температуру нагрева катушек - +100°С, то t = + 40оС.
В таблице цифрами 1, 2 и 3 для каждого диапазона указан способ изготовления катушки:
бескаркасная намотка;
намотка на ребристом каркасе (диаметр провода увеличивается на 28%);
намотке в пазы каркаса (диаметр провода удваивается). Увеличение диаметра провода катушек связано с ухудшением условий охлаждения провода, которым они намотаны.
Однако для определения диаметра провода по формуле (1) следует рассчитать ток Iк, протекающий в контуре. Для этого можно воспользоваться формулой:

(2) где:
Рант - выходная мощность усилителя (мощность в антенне, Вт);
Q - нагруженная добротность контура, как правило, равная 8...25; принятое значение для расчетов Q=12;
h пк - коэффициент полезного действия П-контура (ПL-контура), принятое значение h пк = 0,9;
x - коэффициент использования анодного напряжения для тетродов, работающих в классе В.
При расчетах принята усредненная величина x = 0,8. Для других режимов работы тетродов, а также триодов и пентодов, приняты соответствующие им усредненные значения Ј, учтенные в поправочных коэффициентах, приводимых в примечаниях к таблице; Еа - напряжение источника анодного питания, В.

Формула (2) получается из соотношений, опубликованных в , путем алгебраических преобразований. Расчет значения тока, протекающего в контуре, является не только промежуточным результатом расчета диаметра провода контура, но и позволяет правильно выбрать элементы коммутации контура - галетные переключатели, реле, вакуумные замыкатели и т.д.
Диаметр провода, как следует из формул (1) и (2), прямо пропорционален величине нагруженной добротности Q, которая на практике не обязательно составляет 12 (как принято в таблице). Тому существует несколько причин.
Во-первых, расчет П-контура (ПL-контура), возможно, был произведен для Q = 10.
Во-вторых, это связано с конструктивным исполнением П-контура (ПL-контура). Так, если усилитель мощности работает с большим сопротивлением анодной нагрузки Roe (высокое анодное напряжение Еа и малый анодный ток), то анодная емкость П-контура должна быть небольшой.

Из этого вытекает, что:
Qдейств = Qтабл · k, (3)
Dдейств = Dтабл · k, (4)
Iк действ = Iк табл · k. (5)
Qдейств, Dдейств, Iк действ - это действительно требуемые значения добротности, диаметра провода и тока в контуре, а Qтабл, Dтабл, Iк табл. - табличные (расчетные) значения.
Коэффициент k рассчитывается по формуле:

Рассмотрим пример.
Пусть выходная мощность усилителя на тетроде (Roe = 4000 Ом, Еа = 1000В, Raнт. = 75 Ом), работающего на частоте 28 МГц, равняется 200 Вт. Из таблицы определяем, что для изготовления бескаркасной катушки необходимо применить провод Dтабл = 3,1 мм; при этом Iк табл. = 6,67 А. Для Roe = 4000 Ом емкость анодного конденсатора Сант.табл = 15 пф .
Минимально конструктивно достижимая емкость Сан. Действ = 35 пФ.
Следовательно,
k = 35:15 = 2,33;
Qдейств = 12-2,33 = 28;
Iк действ = 6,67-2,23 = 15,5(В);
Dдейств = 3,1-2,23 = 7,23.
Кроме того, зачастую при коммутации П-контура приходится включать катушки индуктивности параллельно.

Для правильного выбора элементов коммутации необходимо знать токи в параллельно соединенных катушках. На рисунке 1 показана схема соединения, на которой Ik - суммарный ток в контуре, IL1 - ток через катушку индуктивности L1, IL2 - ток через катушку индуктивности L2. Отношение токов, протекающих в катушках, обратно пропорционально отношению индуктивностей катушек

Так как Ik и индуктивности известны,
реактивные токи через катушки L1 и L2 определяются по формулам:

Например, если Ik = 10 A, L1 = 10 мкГн, L2 = 5 мкГн, то

Примечания к таблице:1. Диаметры катушек и контурный ток указаны для тетродов, работающих в классе В.
2. Для тетродов, работающих в классе АВ, диаметр провода и контурный ток следует умножить на 1,053, в классе С - на 0,95.
3. Для триодов и пентодов, работающих в классе АВ, диаметр провода и контурный ток следует умножить на 0,936, работающих в классе В - на 0,889, и работающих в классе С - на 0,85.
4. Данные таблицы рассчитаны для Q=12.
5. Материал для катушек - медный эмалированный провод. При диаметре катушек более 3 мм, рекомендуется их изготавливать из медной трубки. Все катушки желательно наматывать посеребренным медным проводом, что особенно актуально для частот 14...30 МГц.
6. Диаметр провода берется ближайший больший из стандартного ряда обмоточных проводов.
А.Кузьменко (RV4LK)
Литература:
1. Мельников. Справочник радиолюбителя.-Свердловск -1961.
2. Радио, 1960, N1.
3. А.Кузьменко. Расчет нагрузки ламповых усилителей мощности. - Радиолюбитель. KB и УКВ, 1999, N6.

Л. Евтеева
"Радио" №2 1981г.

Выходной П-контур передатчика требует тщательной настройки независимо от того, получили его параметры расчетом или он изготовлен по описанию в журнале. При этом необходимо помнить, что целью такой операции является не только собственно настройка П-контура на заданную частоту, но и согласование его с выходным сопротивлением оконечного каскада передатчика и волновым сопротивлением фидерной линии антенны.

Некоторые малоопытные радиолюбители считают, что достаточно настроить контур на заданную частоту только изменением емкостей входного и выходного конденсаторов переменной емкости. Но таким способом не всегда возможно получить оптимальное согласование контура с лампой и антенной.

Правильная настройка П-контура может быть получена только подбором оптимальных параметров всех трех его элементов.

Настраивать П-контур удобно в "холодном" состоянии (без подключения питания к передатчику), используя его свойство трансформировать сопротивление в любом направлении. Для этого включают параллельно входу контура нагрузочное сопротивление R1, равное эквивалентному выходному сопротивлению оконечного каскада Rое, и высокочастотный вольтметр Р1 с малой входной емкостью, а к выходу П-контура — например, в антенное гнездо X1 — генератор сигналов G1. Резистор R2 сопротивлением 75 Ом имитирует волновое сопротивление фидерной линии.

Значение нагрузочного сопротивления определяют по формуле

Roe = 0.53Uпит/Io

где Uпит — напряжение питания анодной цепи оконечного каскада передатчика, В;

Iо — постоянная составляющая анодного тока оконечного каскада, А.

Нагрузочное сопротивление можно составить из резисторов типа ВС. Резисторы МЛТ применять не рекомендуется, так как на частотах выше 10 МГц у высокоомных резисторов этого типа наблюдается заметная зависимость их сопротивления от частоты.

Процесс "холодной" настройки П-контура заключается в следующем. Установив по шкале генератора заданную частоту и введя емкости конденсаторов С1 и С2 примерно до одной трети их максимальных значений, по показаниям вольтметра настраивают П-контур в резонанс изменением индуктивности, например, подбирая место отвода на катушке. После этого, вращая ручки конденсатора С1, а затем конденсатора С2, нужно добиться дальнейшего увеличения показания вольтметра и снова подстроить контур, изменяя индуктивность. Указанные операции нужно повторить несколько раз.

При подходе к оптимальной настройке изменения емкостей конденсаторов будут все в меньшей степени сказываться на показаниях вольтметра. Когда же дальнейшее изменение емкостей С1 и С2 будет уменьшать показания вольтметра, регулировку емкостей следует прекратить и возможно точнее подстроить П-контур в резонанс изменением индуктивности. На этом настройку П-контура можно считать законченной. Емкость конденсатора С2 при этом должна быть использована примерно наполовину, что даст возможность осуществить коррекцию настройки контура при подключении реальной антенны. Дело в том, что зачастую антенны, выполненные по описаниям, не будут настроены точно. При этом условия подвеса антенны могут заметно отличаться от приведенного в описании. В таких случаях резонанс получится на случайной частоте, в антенном фидере возникнет стоячая волна, и на конце фидера, подключенного к П-контуру, будет присутствовать реактивная составляющая. Именно из этих соображений необходимо иметь запас по регулировке элементов П-контура в основном емкости С2 и индуктивности L1. Поэтому при подключении к П-контуру реальной антенны и следует произвести дополнительную подстройку конденсатором С2 и индуктивностью L1.

По описанному способу были настроены П-контуры нескольких передатчиков, работавших на различные антенны. При использовании антенн, достаточно хорошо настроенных в резонанс и согласованных с фидером, дополнительная подстройка не требовалась.