Автоматическая настройка анодного конденсатора П-контура КВ усилителя мощности

главная\р.л. конструкции\усилители мощности\...

Автоматическая настройка анодного конденсатора П-контура КВ усилителя мощности

Принцип работы.

За теоретическую основу разработки и изготовления данного устройства взят принцип сравнения фаз напряжений на сетке и на аноде лампы. Известно, что в момент полного резонанса П-контура, разность фаз напряжений на сетке и на аноде составляет строго 180 градусов и сопротивление анодной нагрузки чисто активное. Не настроенный в резонанс П-контур имеет комплексное сопротивление и соответственно отличный от 180 градусов сдвиг фаз сеточного и анодного напряжений. Характер реактивной составляющей комплексного сопротивления зависит от от того, выше или ниже по частоте находится собственный резонанс П-контура относительно рабочей частоты. Т.е. больше или меньше емкость конденсатора со стороны анода относительно емкости в резонансе.

Конечно, на настройку П-контура влияет не только емкость конденсатора со стороны анода, но данное устройство и не претендует на полную автоматизацию настройки. Т.о. задача состоит в том, чтобы в случае расстройки П-контура, повернуть ось конденсатора до положения, при котором реактивная составляющая комплексного сопротивления будет сведена к минимуму.

Аналогичную задачу решил Ю.Дайлидов EW2AAA, используя в своей конструкции фазовый детектор, выполненный по кольцевой балансной схеме на диодах. Недостатком такой схемы является невысокая точность настройки, необходимость подбора деталей балансного смесителя, необходимость тщательного экранирования, в итоге очень сильная частотная зависимость и сложность настройки.

Т.о. данную конструкцию можно рассматривать как модернизацию схемного решения EW2AAA.

 

Особенность конструкции.

В данной конструкции фазовый детектор выполнен на цифровой микросхеме DD2 типа КР1531ТМ2. Принцип работы очень прост и основан на алгоритме работы D-триггера, т.е. запись состояния на входе D по переднему фронту импульса на входе C. Логические элементы НЕ микросхемы DD1 выполняют роль формирователей прямоугольных импульсов из синусоидального напряжения на сетке и аноде. Т.о. на входы D и C триггеров поступает последовательность импульсов и идет сравнение их фронтов.

Например, напряжение на аноде опережает напряжение на сетке, фронт положительного импульса на входе D элемента DD3:1 появляется раньше, чем фронт на входе C, происходит запись единицы и на выходе 5 устанавливается ”1”. На входах D и C элемента DD3:2, импульсы появляются с точностью до наоборот и соответственно происходит запись нуля ”0” на выходе 9. В случае, если фаза напряжения на аноде отстает от фазы напряжения на сетке, состояние выходов 5 и 9 микросхемы DD3 меняется на противоположное.

Необходимо отметить, что момент переключения триггеров из одного состояния на другое при переходе разности фаз через 180 градусов, не идеален и имеет некую “вилку”, ширина которой определяется временем задержки логического элемента и для микросхем серии 1531 составляет несколько наносекунд. Эта “вилка” и определяет в основном максимальную точность настройки П-контура в резонанс. Забегая вперед отмечу, что максимальная точность отслеживания настройки на диапазоне 14 МГц, составляет +- 5 КГц. Что реально выглядит как вращение ручки настройки анодного конденсатора вслед за вращением ручки настройки частоты трансивера.

 

Назначение некоторых элементов схемы.

Конденсаторы С1 и С2 составляют емкостный делитель ВЧ напряжения анода. Конденсаторы С3 и С4 составляют емкостный делитель ВЧ напряжения сетки.

ВЧ напряжение, снимаемое с делителей, должно быть порядка 6 В по амплитудному значению в рабочем режиме. С1 – типа КВИ-1. С2 и С4 – проходные.

Микросхемы DD2 и DD4 – интегральные стабилизаторы, могут отсутствовать, если есть отдельный источник питания +5В.

DD5 – логические элементы 3И – предотвращают одновременное появление логических единиц на выходе фазового детектора (что недопустимо), а также блокируют работу автоматической настройки в случае необходимости при замыкании контактов ”Управление”.

Аналоговая часть схемы на транзисторах VT1-VT8 выполняет роль усилителей тока с ключами управления электродвигателем и меняет полярность на двигателе в зависимости от состояния логической единицы и нуля на выходе фазового детектора.

Транзисторы должны быть с буквой В или Г.

Выходы «К светодиодам» могут быть использованы в качестве наглядной индикации состояния фазового детектора (настройки) при ручной настройке в резонанс.

 

Особенности настройки и монтажа.

Все элементы схемы размещены на печатной плате в подвале шасси за исключением С1, С2, С3, С4, R1, R2. Дополнительное экранирование печатной платы не требуется.

От емкостных делителей до платы сигнал подается по экранированному проводу (кабелю). Весьма важно то, что длина кабеля от делителя С3,С4 должна быть больше, чем длина кабеля от делителя С1,С2. Это определяется необходимостью скомпенсировать задержку сигнала в лампе от сетки до анода. Практически, разность в длине для лампы ГУ-43Б составляет 10 см. В вашем конкретном случае разность может быть иной.

Интересно отметить, что «вилка» точности настройки зависит от напряжения смещения на элементах DD1. Напряжение смещения выбирается при помощи потенциометров R4 и R6 и имеет в моем случае следующую зависимость.

U смещения на входах 1 и 13 (В)

Точность срабатывания +-(КГц)

0,8

80

1,0

30

1,2

20

1,4

5

1,6

60

Т.о. необходимо установить напряжение на входах микросхем – 1,4 В, что обеспечивает максимальную точность настройки.

Размещение двигателя и сочленение его с осью конденсатора настройки в данном случае не рассматривается ибо это весьма индивидуально и зависит в первую очередь от возможностей конструктора. В моем случае используется двигатель с редуктором от машинки для счета денег с рабочим напряжением 6В. Поэтому пришлось последовательно с двигателем установить ограничивающий резистор с номиналом 62 Ом. В качестве конденсатора настройки используется вакуумный конденсатор КП1-8 5-250 пФ. Передача вращения осуществляется через пластмассовые шестерни.

В качестве резисторов R1 и R2 желательно использовать резисторы типа С2-10 (безиндуктивные), но это не обязательно.

  • Скачать полный комплект файлов.

Если внимательно рассмотреть фотографию печатной платы, то можно заметить, что вместо микросхемы КР1531ЛИ3 стоит КР1531ЛИ1. Просто ту же самую логику можно выполнить на разных элементах, на ЛИ3 это проще, а у меня под рукой была ЛИ1.

Готов оказать посильную консультативную помощь только по email: rv3fn()mail.ru

Машуков Александр Юрьевич (RV3FN).






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.