ВКС-1,2,3,4,5 от UA1ANP

[UA1ANP]

Схема и описание «ВКС – 1» UA1ANP

После изготовления двух РА на ГК-71, я остался неудовлетворён работой усилителей на частотах выше 15 МГц, и мне пришлось пересмотреть общепринятую стратегию нашего подхода к усилителестроению.

Хороший усилитель не может быть дешёвым, а поэтому:

1) Необходимо применять только высококачественные р/детали и материалы.
2) Рационально размещать р/деталей в имеющемся корпусе.
3) Хороший усилитель должен иметь разумный запас по объему, т.е. хороший усилитель маленьким не бывает.
4) Усилитель мощностью до 1500 Ватт можно питать от однофазной квартирной сети, но усилитель большей мощности, ГУ80 х 2, надо подключать к трёхфазной сети.

С учётом выше сказанного я собрал и опробовал три усилителя с разными ВКС-1, ВКС-2, ВКС-3, ВКС-4 и ВКС-5.
Предлагаемая ниже схема ВКС-1 самая трудоёмкая и сложная (см. вложение), но результаты превосходные особенно на диапазонах 10-16м.

Остановлюсь на некоторых важных узловых моментах:

1) Антипаразитная шина Lo – назовём её так.
Вместо антипаразитного дросселя (здесь и ниже я говорю о лампе ГУ-80) мною была использована полоска лужёной жести от консервной банки. Я давно заметил, что как только поставишь дроссель в анод, то 10ка строится плохо.
И совсем другое дело с Lo.
Данные Lо на чертеже.

2) Конденсатор С1.
Конденсатор С1 пришлось переделать, разделив статор на две части.
А при повторении ВКС в РА на ГК71 х 2 , конденсатор малой ёмкости С1* -10/70пФ, я вывел на переднею панель отдельно, т.к. этот конденсатор начинал работать только на частотах выше 15 МГц.
При работе на более низких частотах, С1* можно было использовать как подстроечный, что было очень удобно.
Главное чтобы С1* имел как можно меньшую начальную ёмкость 6 -10 пФ.

3)Контур L1.
Контур L1 был изготовлен из медной посеребренной трубки и является очень важным элементом в усилителе. Диаметр трубки 6 мм, но желательно использовать трубку диаметром 8 мм (можно не серебрить). При испытании усилителя (нажатие ключа 30минут) на частоте 21 МГц, трубка, конечно, грелась, но в приделах нормы. Отводы от контура, да и весь монтаж ВКС производился медной шиной шириной 7- 15 мм и толщиной 0.5 мм. Медные шины хорошо зачищают, а после настройки ВКС покрывают термокраской, которая продаётся в автомагазинах.

4)Вариометр, С7 и L6
Вариометр и конденсатор С7 взят от Р-140.
О вариометре и конденсаторе много писалось на форумах, повторятся, не буду.
Если Вы не собираетесь работать на 160-ти метрах, то L6 можно исключить. Данные контура L6 приведены в схеме, но можно применить контур на 11.5 мкГн от Р-140.

5)Контакторы и реле.
Контакторы, я всё же склонен использовать типа ТОРН, а не В1-В или В2-В, но ТОРНа не было, поставил В1-В и В2-В.
Реле в общем хорошие, но не любят длительного нагрева замыкающей пластины. Через какое-то время, пластина теряет упругость, прогибается и теряет своё предназначение.
Реле Р1 от радиостанции РСБ-5, а Р2 можно взять П1Д-1В в паре с В2-В. Можно конечно взять и от РСБ-5, но уж больно шумное это реле…

6)Др1.
Дроссель взят от Р-140 (63мкГн), но мною были испытаны дросселя на фторопластной и керамической основе, с индуктивностью 60-150 мкГн – проблем не было.

Ну и последнее – конденсаторы С1* - С**, С7 и С8, вариометр, а также Др1 крепятся на алюминиевой пластине соответствующего размера и толщиной 4 мм, а конденсаторы КВИ-3 С3-С6 и С9, С10 крепятся на обратной стороне этой пластины, причём конденсаторы КВИ-3 являются опорными стойками и их количество желательно довести до 8-10 штук.
Все необходимые ручки выводятся на переднюю панель усилителя через изоляционные муфты, а вариометр имеет верньер 4:1; 10:1.

Измеритель уровня ВЧ сигнала подключён непосредственно к антенному выходу, что позволяет сразу оценить прибавку сигнала при включении РА, но не стоит забывать, что этот прибор показывает только общий уровень ВЧ сигнала на его входе, со всеми гармониками и всей той «грязью», что может образоваться в результате усиления сигнала.
Вторе предназначение этого прибора - снятие статики с антенны.

Настройка.
Переводим переключатель диапазонов в положение 15-16 метров. Срабатывают контакторы К3 и К5, а конденсатор С1* выдвигаем на 40-45% (около 40 пФ).
Далее, не трогая конденсатор С1*, раздвигая или сдвигая витки, настраиваем усилитель на частоту 21.2 Мгц.
Изменяя ёмкость С1*, убеждаемся, что усилитель строится и на 16-ти метрах.
Далее переключаем усилитель на 10-12 метров и убеждаемся, что усилитель строится и здесь.
Как правило, после настройки 15 метров (21.2 МГц), десятка получается автоматом.

Хорошим помощником может оказаться отвёртка с широким «жалом» и хорошей изоляционной ручкой, при помощи которой раздвигаем витки контура. Поверх ручки и всей металлической части отвертки в несколько рядов, до самого жала, надо намотать изоленту.
При настройке всегда работайте только одной рукой, а вторую руку держите в кармане.

Так как в конструкции используются три добротных контура, а один контур с плавным изменением индуктивности – вариометр, то на частотах до 18МГц вся система становится гибкой, и позволяет работать с любой антенной, что было подтверждено практикой.

Режим ГУ-80 (ГУ-81м):
Анодное + 3000 В.
Экранка + 680 В стаб.
Iс. упр = 3-7 мА
По входу стоит «П» контур, нагруженный на 500 Ом, что стоит в сетке.
Результат:
W по входу 65 Ватт.
W вых. на экв. 50 Ом = 1000 - 1100 Ватт на всех диапазонах.

Можно получить и большую мощность, но появляется значительный ток сетки (более 20мА) и картинка двухтональника становится плохой.

**************************************************
ВКС-2
Данная схема, по составу комплектующих, мало отличается от ВКС-1.
R1 – эквивалент нагрузки, можно установить прямо в отсеке ВКС, а можно, поставив высокочастотный разъём, подключать уже имеющийся эквивалент.

SWR – любой самодельный или заводской (фирменный) измеритель. Я применяю фирменный, так как изготовить красивую шкалу SWR не имею возможности, а покупной не так дорого стоит.

Р2 от р/станции РСБ-5, а конденсатор С6 набран из нескольких конденсаторов КВИ-3, но хочу заметить, что на 21-29 МГц конденсаторы потрескивают и поэтому всё же рекомендую ставить конденсаторы К15-У1(2) на 2200 пФ, включенных параллельно, в количестве 2х - 3х штук.

Дроссель Др1 особенностей не имеет.
Хорошо работает дроссель от Р -140, на 63 мкГн.

С9 взят от Р-140.

ВКС-2 хорошо работает на всех любительских диапазонах и позволяет согласовать практически любую антенну с усилителем.
На диапазонах выше 21 МГц, ВКС-2 работает не плохо, но ВКС-1, при всех одинаковых условиях, отдаёт в нагрузку на 100 - 200 Ватт больше чем ВКС-2.
=========================================

ВКС-3 построена по комбинированной схеме с применением вариометра от Р-836 работающего на частотах 14 – 1.8 МГц.
Все элементы описаны в ВКС-1 только вместо вариометра на от Р- 140 используется вариометр от Р-836.
Если вы используете одну лампу ГК-71 или ГУ-13, то К3 и Р1 можно не ставить т.к в вариометре от Р-836 есть плавающие контакты которые, в зависимости от угла поворота ротора, замыкаются или размыкаются. Но как показала практика при включении 2х ламп ГК-71 или ГУ-13, желательно не пользоваться встроенными контактами, а поставить К3 и Р2.
Так как ВКС-3 на частотах ниже 14 МГц представляет собой «П» контур с параллельным питанием усилителя, то требование к Др2 остаются жёсткими.
========================================

ВКС- 4 построена по комбинированной схеме, аналогично ВКС-3, но с применением «П» контуров выполненных в виде цилиндрических катушек.
Данные L1 приведены в рисунке, а контур L2 не имеет каких либо особенностей и многократно описывался в литературе.
При работе на диапазоне 16 метров срабатывают К4 - К6 и К2, который своими контактами перемыкает часть витков L1 и уменьшает общую индуктивность контура (см. таблицу). При переходе на 20метров снимаем напряжение с К2 и в колебательную систему добавляется индуктивность L1. Таким образом, удаётся сэкономить одно реле.
====================================
ВКС-5
ВКС-5 выполнена по схеме, где незадействованные витки «П» контура подключаются к дросселю и таким образом мы получаем анодный дроссель с плавающей индуктивностью.
Более сложный вариант данной схемы (последний рис.) был повторен и показал хорошие результаты.
Я уже публиковал похожую схему, но такое схемное решение, у многих вызвало недоверие.
А зря!
Практика показала обратное.

Николай -UA1ANP
С.Петербург.

[UA1ANP]

Фото усилителя RV1AE в котором реализована схема анодного дросселя с плавающей индуктивностью + плавающий отвод в «П» контуре.

[UT5ULX]

Николай!

Вопрос по ВКС-5.
Поясните, пожалуйста, смысл увеличения индуктивности дросселя Др2 при переходе на диапазоны 28-24-21.
Для диапазона 1.8 индуктивность Др2 равна 225 мкГн
Для диапазона 28 индуктивность Др2 равна 225 мкГн + 20-25 мкГн П-контура
Индуктивности 225 мкГн для 28мГц не хватает или как?
Обычно для 28мГц требуемая индуктивность дросселя может быть меньше, чем для 1.8мГц. Есть решения для параллельных п-контуров, когда при переходе на верхние диапазоны часть витков дросселя закорачивается с целью уменьшения индуктивности.
В чем "изюминка" Вашего решения?

[UA1ANP]

Николай!

Вопрос по ВКС-5.
Поясните, пожалуйста, смысл увеличения индуктивности дросселя Др2 при переходе на диапазоны 28-24-21.......В чем "изюминка" Вашего решения?

Дроссель здесь ни при чём.
Всё дело в переключателе диапазонов.
1) При использовании такого переключателя, что на фото ВКС получается компактный.
2) При использовании контакторов В2-В, на каждом диапазоне будет включен только один контактор, что уменьшает требование к блоку питания.
3) Для маломощных усилителей до 500 Ватт, галетник можно брать с одной галетой, а не заниматься его переделкой.
Т.е явно упрощается механика ВЧ переключателя и требование к нему.
4) И самое главное, - в «П» контуре отсутствует короткозамкнутый виток.

[UT5ULX]

Дроссель здесь ни при чём.

Как-то не совсем понятно....

Ведь в нижеприведенном посте Вы описываете дроссель с переменной индуктивностью, как особенность схемы ВКС-5

ВКС-5
ВКС-5 выполнена по схеме, где незадействованные витки «П» контура подключаются к дросселю и таким образом мы получаем анодный дроссель с плавающей индуктивностью.

Всё дело в переключателе диапазонов.

А при чем здесь переключатель? Переключатель как переключатель.

Вы получили анодный дроссель с плавающей индуктивностью. Зачем? Какой получается положительный эффект от его использования?

Если не затруднит, поясните пожалуйста!

[RA3DRI]

в «П» контуре отсутствует короткозамкнутый виток.

А П-контуре L3?

[UA1ANP]

Как-то не совсем понятно....
Ведь в нижеприведенном посте Вы описываете дроссель с переменной индуктивностью, как особенность схемы ВКС-5
А при чем здесь переключатель? Переключатель как переключатель.
Вы получили анодный дроссель с плавающей индуктивностью. Зачем? Какой получается положительный эффект от его использования?
Если не затруднит, поясните, пожалуйста!

Пожалуйста.
Если для каждого диапазона, не нужного вам в данное время, ставить перемычку т.е. закарачиваем лишние витки со стороны холодного конца «П» контура, то уже при мощности усилителя 300-400 Ватт, начинается сказываться «Эффект закороченного витка». На «Краснодарском сайте» я уже писал об этом и даже прилагал результаты лабораторной работы, которые я получил с РА на ГУ 50 х 2.
В результате я попробовал вообще не перемыкать витки «П» контура, и не перемкнутые витки, а вернее их индуктивность складывать с первоначальной индуктивностью дросселя.
В результате таких действий, провал мощности прекратился, а прибавка (общая прибавка на эквиваленте) увеличивалась на 15-20%. Для двух маломощных ламп ГУ50, это не очень заметно, а вот для ГУ-80 сразу стало видно. Лампа перестала «дуться», а «П» контур перестал греться.
И это ещё не всё – изменяя индуктивность дросселя мы как бы постоянно убегаем от резонанса, который наблюдается в дросселе на определённых частотах. Ну, вот теперь всё о дросселе.
===========================
L3 - малая индуктивность позволяющая более точно подобрать нужную индуктивность «П» контура. Это важный момент - когда мы работаем со случайными антеннами, или когда не имеем ещё достаточного опыта по подбору витков (индуктивности) в «П» контуре. Своего роди вариометр с пошаговым изменением индуктивности.

[RN3ANT]

Николай, Вас не затруднит дать ссылку на тему с результатами лабораторной работы, чтобы долго не искать?

[UA1ANP]

Николай, Вас не затруднит дать ссылку на тему с результатами лабораторной работы, чтобы долго не искать?

Вот здесь http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?t=14644
Это данные для ГУ50 х 2 читайте #5.
Далее всё оказалось гораздо сложнее – чем больше мощность, тем больший % потерь.
Не путайте с линейной зависимостью – зависимость почти логарифмическая, но я уж не стал более спорить - надоело.

[RT3O]

После изготовления двух РА на ГК-71, я остался неудовлетворён работой усилителей на частотах выше 15 МГц, и мне пришлось пересмотреть общепринятую стратегию нашего подхода к усилителестроению.

Николай,здравствуйте!
Укажите какой анодный ток на 28мГц ? Для ГУ-81м....

[RZ9CJ]

1000-1100 Вт

С токами сетки.
RG9A убедительно доказал ,что Рвых больше 800 Вт с одной рогатой-
это грязь по диапазону.

[RK4CI]

RG9A убедительно доказал ,что Рвых больше 800 Вт с одной рогатой-
это грязь по диапазону.

Были проведены конкретные измерения? Тогда пожалуйста поконкретнее. Режимы лампы, мощность. Схема включения. Напряжение и мощность раскачки. Уровень ИМИ.... А то он может пытался раскачивать 81 парой ватт. Когда при малейшем токе первой сетки искажения входного сигнала становятся недолустимо большими. Я что то, ни о каких "убедительных доказательствах" пока не слышал. Так, одни общие рассуждения, без каких либо измерений.

[RT3O]

Давайте сделаем расчёт на 1кВт : отсюда видим при 3кВ ток анода не менее 0,67А ( что не реально "без тока сетки", при 680В экранки) - в классе АВ. Во вторых ёмкость С1= 22пф ( расчётная ) , а у лампы 25пф + монтажная.
Что-то берут сомнения....

[UA1ANP]

Николай,здравствуйте!
Укажите какой анодный ток на 28мГц ? Для ГУ-81м....

Около 720 мА.

Добавлено через 5 минут

Давайте сделаем расчёт на 1кВт : отсюда видим при 3кВ ток анода не менее 0,67А ( что не реально "без тока сетки", при 680В экранки) - в классе АВ. Во вторых ёмкость С1= 22пф ( расчётная ) , а у лампы 25пф + монтажная.
Что-то берут сомнения....

А Вы не сомневайтесь, а делаем так – берём напильник, а потом паяльник и делаем дело…
Ну, а если серьёзно, то Вы, как и очень многие не учитывают точку подсоединения ВКС к аноду. Да и ВКС у Вас с параллельным питанием, а это не одно и тоже, что я изобразил на ВК С1-5.

И ещё – а кто Вам сказал, что я не допускаю работу РА с током сетки?
До 10 мА, очень даже можно (я так считаю),…да и сигнал становиться насыщенный, содержащий обертона голоса.

[RK4CI]

отсюда видим при 3кВ ток анода не менее 0,67А ( что не реально "без тока сетки", при 680В экранки) - в классе АВ. Во вторых ёмкость С1= 22пф ( расчётная ) , а у лампы 25пф + монтажная.

Да, вы в какой школе учились? Для пентода, заложили КПД 50 %. При 3 кв, и 667 ма, выходная мощность каскада составит под 1,4 квт. Для одного кВт, вполне хватит и 500 ма. И табличечка. Видите у вас там в квадратике, есть значение нагруженной добротности. Так вот, вы там поставили циферку 12. Только это очень мало. Особенно для киловаттного УМ, с одиночным П контуром. Очень мала фильтрация. Минимум, даже для НЧ диапазонов, должно стоять 15. При хороших контурах, при этом, КПД ВКС составит 93-95 %. На 28 эта цифра может быть поднята и до 20. Именно из-за достаточно больших паразитных емкостей. Но всё равно, КПД ВКС составит более 90 %. Так что не надо пытаться вводить людей в заблуждение, особенно, так неумело.

До 10 мА, очень даже можно (я так считаю),…да и сигнал становиться насыщенный, содержащий обертона голоса.

Ну а вот этим, хвастаться не стоило бы. Ведь это значит, что УМ используется в качестве "усилителя ограничителя", и уже началось заметное изменение спектра входного сигнала. Линейный УМ не должен вносить ничего своего. Что получил, то и выдал. Был сигнал "плоский", пусть таким и остаётся. Что бы его приукрасить, в передающем тракте существуют другие блоки...