wzmacniacz 1kw, radio, radio1, radio
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
HOBBY
Dodatkowe wyposa¿enie radiostacji
Lampowy wzmacniacz KF du¿ej mocy
Wzmacniacz 1kW na 2xQB4/1100
Na dwóch takich lampach
w uk³adzie z uziemionymi siatkami
SP5GJN wykona³ kilka wzmacnia-
czy, uzyskuj¹c maksymaln¹ moc
oko³o 1kW.
Schemat liniowego wzmacnia-
cza mocy KF wykonanego przez
SP5GJN na dwóch lamach QB4/
1100 przedstawiono na
rysunku 2
,
zaœ na
rysunku 3
pokazano sche-
mat zasilacza.
Wzmacniacz jest skonstruowa-
ny w uk³adzie z uziemionymi siat-
kami, który w ca³ym zakresie KF
odznacza siê jest bardzo dobr¹ sta-
bilnoœci¹.
Podczas konstruowania (uru-
chamiania) ka¿dego wzmacniacza
lampowego nale¿y zachowaæ bar-
dzo du¿¹ ostro¿noœæ ze wzglêdu na
niebezpieczne skutki wysokiego
napiêcia anodowego.
Du¿¹ uwagê nale¿y zwróciæ na
jakoœæ stosowanych elementów.
Wiele elementów musi byæ przewi-
Wzmacniacz mocy oraz zasilacz konstrukcji SP5GJN
QB4/1100 (
rys. 1
) to lampa szkla-
na przeznaczona do wzmacniaczy
w.cz. i modulatorów, mo¿liwa do
zdobycia tak¿e na krajowym rynku
w tym równie¿ poprzez gie³dy
i og³oszenia w ŒR.
Jest to tetroda bezpoœrednio ¿a-
rzona z katod¹ wolframow¹ toro-
wan¹ (ch³odzona powietrzem;
ustawienie pionowe).
W przeciwieñstwie do lampy
QB3/300, w oparciu o któr¹ by³ wy-
konany inny wzmacniacz opisany
w ŒR 3/05 („Porady Techniczne”)
QB4/1100 ma wiêksz¹ moc bo 400W
i oczywiœcie wiêkszy pobór pr¹du
¿arzenia, przewy¿szaj¹cy nawet
14A.
Wielu krótkofalowców spraw-
dzi³o praktycznie, ¿e jest to dosko-
na³a lampa do pracy SSB z moc¹
wyjœciow¹ oko³o 500W.
Lampy elektronowe, choæ wyparte przez
tranzystory, nadal znajduj¹ zastosowanie
g³ównie w stopniach mocy w.cz. zarówno
w urz¹dzeniach profesjonalnych (nadajniki
RTV), jak i amatorskich. Lampowe wzmac-
niacze mocy na pasma amatorskie wci¹¿
ciesz¹ siê nies³abn¹cym zainteresowaniem,
szczególnie wœród krótkofalowców startuj¹-
cych w zawodach miêdzynarodowych.
Poniewa¿ koszt zakupu wzmacniacza
fabrycznego czêsto przewy¿sza cenê
transceivera KF, wielu radioamatorów
buduje takie urz¹dzenia we w³asnym
zakresie.
Prezentujemy konstrukcjê wzmacniacza
wykonanego przez SP5GJN na lampie
QB4/1100 firmy Philips.
Rys. 1. Wyprowadzenia lampy QB4/1100
Parametry charakterystyczne lampy
QB4/1100 (w nawiasie podane s¹
parametry graniczne)
U¿ - napiêcie ¿arzenia:
5V
I¿ - pr¹d ¿arzenia:
14,1A
Ua - napiêcie anodowe:
+2500V
(4000V)
Us2- napiêcie siatki II:
+500V
t - dopuszczalna
temperatura pracy:
do 200°C
f- maksymalna
czêstotliwoœæ:
110MHz
Ia - pr¹d anodowy:
100mA
Sa - nachylenie
charakterystyki:
2mA/V
P - moc maksymalna:
400W
30
Świat Radio
Kwiecień 2005
£¹cznoœæ
Niektóre z prezentowa−
nych wzmacniaczy były
testowane na stacji
kontestowej SO5O
w Różanie podczas
większych zawodów.
Więcej informacji na
stronie SP5KVW/SO5O
sp5kvw.webpark.pl
Parametry liniowego wzmacniacz mocy KF 1kW na dwóch
lampach QB4/1100 (w nawiasie podano dane dotycz¹ce
wzmacniacza 600W na dwóch lampach QB3/300)
Zakres czêstotliwoœci:
Rys. 2. Schemat wzmacniacza 1kW (2xQB4/1100) SP5GJN
dzianych z odpowiednim zapasem
ze wzglêdu na du¿¹ wartoœæ napiê-
cia, jak i wysok¹ temperaturê roz-
grzanych lamp oraz oraz pr¹dów
w.cz. rozgrzewaj¹cych metalow¹
konstrukcjê obudowy.
Oprawka z bezpiecznikiem
w obwodzie anodowym powinna
byæ przystosowana do wysokiego
napiêcia. Zastosowanie zwyk³ych
bezpieczników, nieprzewidzianych
do wysokiego napiêcia, mo¿e nie
spe³niæ zabezpieczenia w sytuacji
awaryjnej (krople metalu z przepa-
lonego drucika mog¹ osi¹œæ na po-
wierzchni rurki szklanej, nie za-
pewniaj¹c przerwy obwodu, a mo-
g¹ nawet doprowadziæ do rozerwa-
nia rurki).
Elementy indukcyjne
Du¿o problemów mo¿e sprawiæ
d³awik anodowy. w.cz. bowiem nie
powinien on mieæ rezonansu w³as-
nego w zakresie czêstotliwoœci pra-
cy. Rezonans na czêstotliwoœci pra-
cy mo¿e byæ przyczyn¹ przebicia
miêdzy zwojami i w konsekwencji
spalenia d³awika. Ponadto zjonizo-
wany ob³ok gazu mo¿e spowodo-
waæ uszkodzenia wielu elementów
usytuowanych w pobli¿u.
Na karkas nale¿y stosowaæ ma-
teria³y izolacyjne w.cz. takie jak tef-
1,8 - 30MHz + WARC
Modulacje:
SSB, CW, AM, FM, RTTY, SSTV
Moc steruj¹ca:
100W (60W) SSB/CW
50W (30W) AM/FM/RTTY/SSTV
Moc wyjœciowa:
1000W (600W) SSB/CW
600W (300W) AM/FM/RTTY/SSTV
Ch³odzenie:
wentylator dwubiegowy
Impedancja wejœciowa:
50
(obwody pasmowe typu Pi)
Impedancja wyjœciowa:
50
Napiêcie anodowe:
ok. 3,5kV (3kV)
Wymiary PA (SxGxW), waga:
280x300x170mm, 12kg
(250x300x170 mm, 9kg)
Wymiary zasilacza (SxGxW), waga:
180x300x170mm, 13kg
(160x300x170 mm, 11kg)
31
Świat Radio
Kwiecień 2005
HOBBY
Dodatkowe wyposa¿enie radiostacji
Warunki pracy lamp
nadawczych
Warto pamiêtaæ, ¿e na moc wyj-
œciow¹ nadajnika lampowego
a tak¿e na d³ugoœæ pracy lamp ma-
j¹ wp³yw zewnêtrzne parametry
elektryczne.
Na temperaturê katody oraz jej
w³asnoœci emisyjne najwiêkszy
wp³yw ma doprowadzone napiêcie
¿arzenia. Stwierdzono, ¿e oko³o
60% uszkodzeñ lamp powstaje
w wyniku znacznego odchylenia
temperatury katody od jej wartoœci
znamionowej. Niebezpieczny jest
nadmierny wzrost temperatury,
bowiem skraca siê d³ugowiecznoœæ
lampy, pogarsza siê opór izolacji
pod wp³ywem rozpychania baru
na mice, wzrasta opór warstwy
przejœciowej katody, wzrasta wy-
dzielanie siê gazów ze szk³a
i wsporników oraz pojawiaj¹ siê in-
ne szkodliwe czynniki pogarszaj¹-
ce parametry lampy i powoduj¹ce
jej uszkodzenia. W wy¿szej tempe-
raturze katody ulegaj¹ nag³ym
zmianom w wyniku takich para-
metrów, jak nachylenie, poziom
szumów oraz pr¹d impulsowy.
Oczywiœcie nadmierny wzrost
temperatury zwiêksza prawdopodo-
bieñstwo przepalenia siê doprowa-
dzenia katody. Warto wiedzieæ, ¿e
obni¿enie napiêcia ¿arzenia o 3-5%
wp³ywa korzystnie na pracê lampy,
lecz mo¿liwe jest tylko w przypadku
stabilizacji napiêcia ¿arzenia. Z kolei
dalsze obni¿enie napiêcia ¿arzenia
zwiêksza intensywnoœæ zatruwania
katody gazami resztkowymi, znacz-
nie obni¿a wartoœæ parametrów, ta-
kich jak nachylenie charakterystyki,
pr¹dy elektrod, a zw³aszcza pr¹d im-
pulsowy katody.
Napiêcia ¿arzenia lamp pracuj¹-
cych w warunkach oczekiwania,
czyli np. w transceiverach (bez po-
boru pr¹du anodowego) powinny
wynosiæ od 60 do 70% wartoœci
znamionowej. D³uga eksploatacja
lamp bez pobierania pr¹du anodo-
wego, np. kiedy transceiver jest
wykorzystywany jako odbiornik,
zwiêksza prawdopodobieñstwo za-
trucia warstwy tlenkowej, sprzyja
wzrostowi oporu warstwy przej-
œciowej katody, co prowadzi do
zmniejszenia wartoœci emisyjnej.
Te procesy nasilaj¹ siê wraz ze
wzrostem napiêcia ¿arzenia lamp.
Napiêcie anodowe powinno byæ
w³¹czane dopiero po rozgrzaniu
grzejnika, czyli ok. 10 minut dla
lamp du¿ych (nadawczych), bo
w przeciwnych przypadkach lam-
pa mo¿e ulec nieodwracalnemu
uszkodzeniu.
Warto pamiêtaæ, ¿e przy równo-
leg³ym po³¹czenia lamp nale¿y do-
Rys. 3. Schemat zasilacza SP5GJN
lon, laminat szklany, ceramika
w.cz.
W celu orientacyjnego wylicze-
nia œrednicy drutu d³awika nale¿y
podzieliæ 0,7Ua przez reaktancjê
d³awika. W praktyce indukcyjnoœæ
d³awika powinna mieæ wartoœæ
wiêksz¹ od 60µH co daje reaktancjê
oko³o 680
musi byæ przewidziany do pracy
przy napiêciu wy¿szym od maksy-
malnego napiêcia anodowego.
Nie nale¿y zapominaæ, ¿e kon-
densatory tak¿e ulegaj¹ nagrzewa-
niu przy du¿ych mocach w.cz.
Konstruuj¹c obwód wyjœciowy Pi-
filtra nale¿y zwróciæ uwagê aby jego
dobroæ wynosi³a w granicach 12-15.
Na mniejszych zakresach KF mo¿na
cewkê wykonaæ z drutu DNE 1,6-2,5.
Natomiast na zakresie 10m zalecana
jest rurka miedziana o œrednicy
10mm lub p³askownik. Oczywiœcie
wskazane s¹ druty srebrzone, choæ
w zakresie KF nie jest to konieczne.
Kontakt do konstruktora:
Wiesław Gasek
SP5GJN
,
tel. (029) 760 62 67,
e−mail: sp5gjn@wp.pl
Zdjęcia do artykułu
oraz na okładkę
udostępnił Andrzej
Niedźwiedzki SP5XSD
(e−mail: sp5xsd@wp.pl).
Dziękujemy.
. £atwo wyliczyæ ¿e
przy napiêciu anodowym jak na
schemacie, czyli 3kV, pr¹d d³awika
wynosi a¿ oko³o 3A. Taki sam pr¹d
nale¿y przyj¹æ nie tylko przy
okreœlaniu œrednicy drutu d³awika,
ale tak¿e kondensatora separuj¹ce-
go. Oczywiœcie kondensator taki
Kondensatory, prze³¹czniki i d³awiki konstrukcji SP5GJN
32
Świat Radio
Kwiecień 2005
£¹cznoœæ
miania ka¿dego wzmacniacza lam-
powego nale¿y zachowaæ bardzo
du¿¹ ostro¿noœæ ze wzglêdu na
niebezpieczne skutki wysokiego
napiêcia anodowego
Ciekawostk¹ jest fakt, ¿e wszyst-
kie elementy wzmacniaczy robione
by³y na stole w kuchni za pomoc¹
podstawowych narzêdzi (konstruk-
cji amatorskiej s¹ tak¿e kondensato-
ry i prze³¹czniki Pi-filtra).
Na internetowej stronie SP5GJN
utworzona dla celów edukacyjnych,
mo¿na zobaczyæ o wiele wiêcej
szczegó³ów technicznych wzmac-
niaczy, na które konstruktor po-
œwiêci³ wiele godzin pracy (autorem
strony jest SP5XSD).
Tylne œcianki wzmacniacza i zasilacza konstrukcji SP5GJN
bieraæ lampy o tych samych para-
metrach, bowiem moc tracona na
anodach lamp w³¹czonych równo-
legle bêdzie ró¿na dla ró¿nych lamp
i poszczególne egzemplarze lamp
mog¹ zostaæ przeci¹¿one i szybciej
ulec uszkodzeniu. W przeciwnym
razie mo¿e tak¿e pojawiæ siê genera-
cja paso¿ytnicza prowadz¹ca do
wzrostu mocy traconej na anodach.
Aby tego unikn¹æ, mo¿na w obwód
siatek ekranowych wstawiæ rezysto-
ry o wartoœci 50-100
kompletne, powinny przybli¿yæ te-
matykê w³asnorêcznego konstruo-
wania wzmacniaczy mocy na in-
nych dostêpnych lampach mocy.
W ka¿dym razie podczas urucha-
lub kilka pere-
³ek ferrytowych na³o¿onych na prze-
wody doprowadzaj¹ce pr¹dy w.cz.
Bardzo wa¿n¹ spraw¹ jest dobre
odprowadzenie ciep³a z lampy.
Wzrost temperatury bañki o 15°C
ponad normaln¹ temperaturê pra-
cy zmniejsza œredni¹ ¿ywotnoœæ
lampy o 25%, a wzrost o 80°C
zmniejsza œredni¹ ¿ywotnoœæ
o 75%, tzn. 4 razy.
Dobre efekty daje ch³odzenie
lamp powietrzem (wentylator,
dmuchawa).
Szczególnie dobre warunki
ch³odzenia nale¿y zapewniæ lam-
pom pracuj¹cym na granicy swoich
mo¿liwoœci katalogowych, a to ze
wzglêdu na mo¿liwoœæ jonizacji
oraz przebiæ, co prowadzi do skró-
cenia ¿ywotnoœci lampy.
Zdajemy sobie sprawê, ¿e poda-
ne powy¿ej informacje, choæ nie-
Szczegó³y konstrukcji wzmacniacza
33
Świat Radio
Kwiecień 2005
[ Pobierz całość w formacie PDF ]