Ламповые радиоконструкции: особенности сборки усилителей, генераторов и трансиверов

Преимущества и недостатки ламповой техники

Главное достоинство радиоламп перед полупроводниками — высокая живучесть. Лампы обладают иммунитетом к электростатическим разрядам, стойки к ионизирующему излучению (после прекращения воздействия работоспособность полностью восстанавливается), легко выдерживают кратковременные замыкания и значительные перегрузки по напряжению. Например, лампа ГУ-29 при паспортном пределе +400 В переносит работу на +800 В, а ГУ-50 эксплуатируется при +900...+1200 В при номинальных +600 В.

Основными недостатками ламп остаются ограниченный ресурс (от 500–1000 часов для гражданских серий до 5000 часов для ламп с военной приемкой), высокая масса конструкций и значительное энергопотребление по цепям накала. По этой причине ламповую аппаратуру целесообразно питать от сети 220 В. Металлокерамические лампы (например, ГИ-7Б) со временем теряют вакуум («сосут воздух») и стоят дорого, в то время как стеклянные приборы (ГУ-50) дешевле, доступнее и лучше хранятся.

Усилитель мощности на четырех лампах ГУ-50

Практическая схема усилителя с раскачкой в катод (схема с глухозаземленными сетками) на четырех лампах ГУ-50 рассчитана для работы в классе B

. Лампы обеспечивают устойчивый режим без склонности к самовозбуждению. С пары ламп при раскачке мощностью 20 Вт можно снять около 175 Вт, а четверка способна длительно отдавать до 350 Вт чистого сигнала.

В ходе испытаний использовался возбудитель мощностью 10–11 Вт и эквивалент нагрузки 50 Ом мощностью 240 Вт из четырех резисторов ТВО-60 по 200 Ом

. На частотах до 4 МГц усилитель развивает 170–180 Вт, в полосе до 12 МГц — 120–150 Вт

. На частотах выше 14–15 МГц отдача резко падает из-за высокой паразитной начальной емкости монтажа (суммарно около 100–120 пФ: лампы — по 10 пФ, стаканы с монтажом — 15 пФ, «горячий» КПЕ — 40 пФ, анодный дроссель и разделительный конденсатор). Применение последовательного питания анода позволило исключить влияние емкости дросселя

. При расстройке колебательного контура аноды ламп быстро раскаляются докрасна, однако при точной настройке в резонанс тепло рассеивается в нагрузку

Построение надежного высоковольтного блока питания

Для обеспечения работы 500-ваттного усилителя (КПД около 70%) с учетом импульсного потребления тока диодным мостом требуется габаритная мощность трансформаторов не менее 750 Вт

. Оптимальным решением является использование двух унифицированных анодных трансформаторов (например, ТА282 и ТА283 мощностью по 390 Вт) с раздельными выпрямительными мостами, токи которых суммируются

. Это гарантирует резервирование: при отказе одного трансформатора блок питания продолжает функционировать на пониженной мощности.

В высоковольтном фильтре исключены электролитические конденсаторы — вместо них применен бумажный конденсатор К41-1б емкостью 20 мкФ на 2,5 кВ. Для тренировки и жестчения ламп с длительного хранения предусмотрена ступенчатая коммутация анодного напряжения: +600 В (пониженное), +900 В (рабочее) и +1200 В (форсированный режим).

Задающие генераторы: кварцевая стабилизация против LC-схем

При сравнительном анализе генераторных каскадов выявлены следующие особенности:

• Кварцевый генератор на 6Ж1П: емкостная трехточка на частоту 2457,6 кГц

. При напряжении анода +255 В размах сигнала составляет до 18 В на нагрузке 1 кОм (мощность 38–40 мВт)

. Генератор формирует исключительно чистый спектр в виде узкой «иглы» без побочных излучений

, однако частота строго фиксирована, а попытка снять мощность более 0,1 Вт может разрушить кварцевый резонатор.

• LC-генератор на 6П15П / 6П14П: выполнен по схеме индуктивной трехточки

. Контур намотан на каркасе диаметром 60 мм (28 витков, провод 0,33 мм, длина намотки 30 мм). Отвод от 10-го витка снизу (около 1/3 витков) обеспечивает оптимальные условия генерации. С лампой 6П15П на нагрузке 12 кОм получено 57 В (0,27 Вт), а с 6П14П — 84 В (0,6 Вт). LC-генератор позволяет перестраивать частоту с помощью КПЕ 15–495 пФ в диапазоне 900–1600 кГц, но дает грязный спектр с паразитными гармониками и высоким уровнем шума, требуя тщательного экранирования катушки и установки согласующего контура в анодную цепь

Восстановление и модернизация связной аппаратуры

При восстановлении ламповой аппаратуры (на примере классического трансивера UW3DI-1) типовыми проблемами являются потеря вакуума в лампах с хранения, уход частоты и окисление галетных переключателей

. Контакты галетников эффективно очищаются кистью на боку шасси с последующей локальной промывкой и просушкой включением накала ламп (без подачи высокого напряжения).

Среди удачных доработок аппарата — перемотка катушки ГПД на стабильный каркас с подбором термокомпенсирующих конденсаторов, пересопряжение фильтра сосредоточенной селекции (ФСС), стабилизация цепи накала задающего генератора постоянным током, а также замена штатного силового трансформатора на более мощный (250 Вт) для исключения просадок напряжения питания выходного каскада на лампе ГУ-29