Стабильность КВ усилителей на УКВ частотах

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

Стабильность КВ усилителей на УКВ частотах

Оригинал статьи находится на сайте W8JI 

 

Множество инженерных усилий направлено на стабилизацию работы усилителей. Хотя некоторые формы отказов аппаратуры поддаются логике, кажется, многие, кто строят усилители не задумываются об этом и не применяют никаких мер к планомерному испытанию аппаратуры на стабильность её работы. Тем более, что трудно найти детальное описание работы подавителей (самовозбуждений) и того, как они работают.

 

Причина генерации на УКВ  В большинстве генераторов, наиболее чувствительный элемент управления в лампе, в  основном, и определяет частоту генерации. Обычно генерация на УКВ в КВ усилителях происходит при условии “настроенный анод – настроенная сетка” , которое превращает усилитель в генератор. Промежуток “управляющая сетка - анод” ламп(ы) вносит самый большой вклад в усиление системы усилителя и поэтому создаёт здесь больше всех проблем.  Система управляющей сетки ведёт себя так, как будто, она подключена к параллельному колебательному контуру. Распределённая (паразитная) ёмкость сетки включена, в первую очередь, относительно общего провода (шасси, массы), в основном, через цепь накала и другие цепи, подключенные к лампе. Индуктивность сетки состоит из индуктивности вывода управляющего электрода и всех соединений сетки через панельку до реального общего провода  (шасси, массы). На некоторой частоте, определяемой вышеупомянутыми паразитными ёмкостью и индуктивностью, образуется (паразитный, нежелательный) параллельный колебательный контур, включенный между управляющей сеткой и шасси.

 

 Следующим, по значению, в создании проблем со стабильностью в КВ усилителе является анод. У анода также существует паразитная распределённая ёмкость относительно шасси и на пути от анода до шасси существуют индуктивности. В цепи анода получается параллельный колебательный контур, который на некоторой частоте, лежащей в диапазоне УКВ, сильно увеличивает импеданс анодной нагрузки.  Между управляющей сеткой и анодом существует паразитная ёмкость (проходная), которая обеспечивает обратную связь в получившемся (из усилителя) генераторе. Итак, мы имеем все составляющие генератора, собранного (вольно или невольно – без разницы) по схеме “настроенный анод – настроенная (управляющая) сетка”.   Если потери в цепи обратной связи “анод - сетка”  меньше усиления лампы на некоторой частоте, то усилитель может самовозбудиться.   Возникновение генерации зависит  от фазы нежелательной обратной связи, которая приводит к регенеративным (восстановительным, относительно потерь) процессам или к, так называемой, “положительной” обратной связи. Последнее справедливо для любого генератора.

 Условия, необходимые для возникновения нестабильности усилителя:

-         Усиление должно превосходить затухание в цепи обратной связи усилителя.

-         Управляющая сетка должна иметь высокий импеданс для сигнала обратной связи.

-         Анодная или другие цепи, вовлечённые в процесс возникновения генерации, должны быть высокоимпедансными (иметь высокое сопротивление) на той же частоте, что и управляющая сетка.

-         Фаза обратной связи должна быть такой, чтобы обеспечить положительную обратную связь.

 Если одно из вышеизложенных условий не соблюдается, лампа в РА не будет генерировать (самовозбуждаться) никогда! Это утверждение верно, вне зависимости от того, высокая или низкая добротность (Q) паразитных контуров будет в отдельных цепях, имеются подавляющие  паразитную генерацию элементы в схеме усилителя или нет.

 Утверждается, что усилитель будет стабилен долгие годы, а как же в отношении “случайных” явлений, ведь усилитель самовозбудится?! Нет. Этого не может произойти, в том случае, если хотя бы одно (или более) из четырёх вышеперечисленных важных условий, необходимых для самовозбуждения РА, будет нарушено. Если отсутствующее условие станет, вдруг, выполняться, то усилитель сорвётся в генерацию и не выйдет из неё, пока не будет снято питание. Часто, да, почти всегда, возникающая на УКВ генерация не приводит к эффектам взрывного характера, хлопкам, трескам, выгоранию контактов переключателей РА, а лишь создаёт паразитное заполнение (обогащение) спектра, излучаемого передатчиком, сигнала. Шумно ведут себя, обычно, “газирующие” лампы, а выгорание контактов происходит при возникновении паразитной генерации в усилителях на частотах, близких к их рабочим (или прямо на рабочей частоте).

 

Положение подавителя

 Обычно подавители паразитных колебаний можно встретить в анодных цепях усилителей, хотя и в других цепях эти “прибамбасы” будут выполнять свою функцию. УКВ-подавитель должен быть расположен между электродом лампы и низкоомным путём к общему проводу для УКВ колебаний. Это необходимо сделать для того, чтобы нагрузить паразитную добротность (снизить её) одного из элементов паразитного колебательного контура, приводящего к нежелательной генерации. В действительности, обычно, реальная схема, дающая паразитную УКВ генерацию, оказывается не той, что, вроде бы, должна исходить из схематики. Катод, участвующий в испускании электронов и имеющий паразитную ёмкость относительно шасси, например, редко можно “обвинить в нагнетании нестабильности на УКВ”, он, обычно, участвует в таковых на низких частотах.

  Причина УКВ генерации, если таковая случается в КВ-РА, почти всегда кроется в паразитной системе “настроенная управляющая сетка - настроенный анод” (ищите таковую и, найдя, - действуйте).

 Большинство наших (любительских) РА выполнено по схеме с “заземлённой” сеткой (сетками). Подача сигнала для усиления “в катод” предполагает соединение управляющей сетки (или нескольких сеток: управляющей, экранной, антидинатронной…) с корпусом (по крайней мере, по ВЧ) как можно более коротким путём (с минимальным импедансом). Необходимо экранировать вход усилителя от его выхода и обеспечить устойчивость усилителя, а этим уже', чистоту спектра усиливаемого сигнала.

 Использование подавителей паразитных колебаний в анодной цепи является наиболее оправданным, так как управляющая сетка (или сетки, в том числе, и другие), чаще всего, должны быть хорошо (накоротко) соединены с шасси (схема РА с “заземлённой” сеткой (сетками)).

 

Наиболее “нестабильные” лампы

 Наиболее проблематичные, в смысле генерации на УКВ, лампы, как правило, имеют большие размеры электродов и длинные тонкие выводы от них (к этому следует добавить и “монтаж” ламп в РА, который мы имеем возможность лицезреть сплошь и рядом). Лампы этих типов имеют, как правило, малый коэффициент усиления и неприменимы на УКВ, так как, по сути дела, уже имеют “встроенные” УКВ-контуры (союз распределённых паразитных емкостей электродов с индуктивностями выводов).

 С выводами, вообще, “отдельный” вопрос: чем длиннее и тоньше выводы, тем нестабильнее лампа. Длинные тонкие выводы сдвигают собственный резонанс лампы вниз по частоте и повышают  импеданс её электродов. При этом достаточно совсем небольшой положительной обратной связи с анода на управляющую сетку, чтобы возникла генерация.

 Наиболее “проблемные” лампы: 811А, 572В, 833, 4-1000А, 3СХ1200А7 и 3СХ1200D7.

 Средней нестабильностью обладают лампы: 3-500Z, 3-1000Z  и 4-400А.

 Лампы обладающие повышенной устойчивостью к генерации на УКВ: 3СХ800, 3СХ1200Z7, 3CX1500/8877, 3CX3000 и серия 3СХ5000/3СРХ5000/YU156.

 Первые лампы имеют самые длинные и тонкие выводы от электродов, склонность к самовозбуждению на УКВ и плохо работают (или совсем не работают на УКВ - дают малое усиление, самовозбуждаются). Обычно такие лампы возбуждаются в низкочастотном участке УКВ диапазона (30…100 МГц). Обычно частота самовозбуждения ламп типа 811А лежит в диапазоне 80…100 МГц, при условии, что все выводы смонтированной в усилителе лампы достаточно короткие.

 Лампы средней нестабильности возбуждаются выше, на частотах 100…200 МГц. 3-500Z, например, обычно, наиболее нестабильна в диапазоне 180…200 МГц.

 

Компоновка анодной цепи

 От компоновки анодной цепи, её схемы, также зависит стабильность КВ усилителя на УКВ. Длинные тонкие выводы от анода до шасси на УКВ также создают проблемы (имеется ввиду путь ВЧ сигналов). Проблемы могут возникнуть при применении развязывающего анодного конденсатора с длинными выводами, при длинных монтажных проводах и подключении анодного настроечного конденсатора длинными проводами. Учтите, что это тоже путь для УКВ колебаний, хоть Вы и эксплуатируете РА, вроде бы, на КВ.

 Чтобы обеспечить максимальную стабильность:

-         Используйте толстые (широкие) провода для соединения цепи анода с настроечным конденсатором.

-         Монтируйте настроечный анодный конденсатор непосредственно на шасси или на большой металлической пластине, которая надёжно соединена с корпусом во многих точках.

-         Используйте анодный развязывающий конденсатор с малой индуктивностью (как обкладок, так и выводов).

-         Все выводы от ламп (да и в других местах тоже: КВ усилители, выполненные по требованиям УКВ монтажа, работают надёжнее) должны быть минимальной длины, даже ценой эстетики монтажа (на монтаж с аккуратно выгнутыми под 90 градусов проводниками, конечно же смотреть приятнее, но вот будет ли работать такой РА, как нужно, - вопрос).

-         Используйте шасси, а не переднюю панель РА, в качестве общего провода, между входом и выходом усилителя устанавливайте экраны.

 

Компоновка цепи управляющей сетки

 Компоновка цепи управляющей сетки пожалуй самое важное место для достижения максимальной стабильности усилителя. Здесь проблемы на УКВ создают длинные тонкие проводники от вывода сетки до общего провода. Такие проводники могут быть у развязывающих и переходных конденсаторов (выводы), неоправданно длинные (и тонкие) соединительные проводники, обрыв или плохой контакт одного или нескольких контактов сетки с шасси – непосредственно у вывода (выводов) лампы (схема с “заземлённой” сеткой).

Чтобы сделать стабильность максимальной, необходимо:

-         Использовать широкие (толстые, с малой индуктивностью) выводы от управляющей сетки лампы прямо на шасси, в непосредственной близости от лампы, вместо использования для “заземления” крепёжных винтов ламповой панельки.

-         Используйте для согласования по входу усилителя (в цепи сетки) П-контур или параллельный колебательный контур.

-         В непосредственной близости от лампы устанавливайте поглощающий или нагрузочный резистор, монтируя его минимальными выводами.

-         Недалеко от лампы смонтируйте фильтр нижних частот или полосовой фильтр или используйте особо низкоимпедансные передающие линии для подвода “раскачки” к входному согласующему устройству.

-         Все соединения в цепи управляющей сетки следует выполнять как можно короче, даже ценой эстетичного вида монтажа.

 

Плохая идея для цепи сетки

 Одной из самых плохих инженерных идей было использование “плавающего” смещения  на конденсаторах в цепи управляющих сеток, якобы, оно вводит отрицательную обратную связь в каскад усиления мощности. То же сделал Collins в своём усилителе на 811А, а японские производители “слизали” эту плохую идею для своих  усилителей мощности. Heathkit также оказался жертвой инженерной ошибки.

 Когда я разрабатывал усилители в конце 70-х – начале 80-х годов, мой шеф из фирмы Eimac и автор  многих статей и справочника оказывал давление на меня с целью введения и использования в РА на лампах 3-500Z режима “плавающего” смещения  на малогабаритных слюдяных конденсаторах.

 Представляемая теория была предельно проста. Он заявлял, что применение конденсаторов позволяет ввести отрицательную обратную связь (ООС), что улучшает работу усилителя. Начало теории положил факт наличия ёмкости между нитью накала (катодом) и управляющей сеткой и между управляющей сеткой и общим проводом, что формирует своеобразный ёмкостный делитель.

 Сутью “идеи” было то, что этот ёмкостный делитель должен был немного призакрывать лампу, уменьшая открывающее напряжение  “управляющая сетка – катод (нить накала)” при действии  раскачки лампы (т.е., осуществлять динамически отрицательную обратную связь). Я быстро “смикитил”, что никто и никогда, в действительности не измерял и не рассчитывал эту ООС  в широком диапазоне частот  и токов сетки. Поскольку С1/С2 – делитель, то и обратная связь будет постоянной по амплитуде и фазе, независимо от частоты, уровней мощности и настройки.

 

Базовая схема:

 

 

 Управляющая сетка подключается в месте соединения емкостей С1/С2, а катод подключается к верхнему (по схеме) выводу конденсатора С2. С2 - паразитная ёмкость “сетка - катод”, R1 - меняющийся во времени импеданс сетки. R2 добавляется для того, чтобы мы могли увидеть изменение входного импеданса делителя на экране ИЧХ. Просмотр системы в диапазоне от 100 кГц до 30 МГц дал следующий результат:

 

 


 

Всё, что мы видим, - это большой всплеск (пик)  импеданса “сетка – общий провод” на частоте 2 МГц и очень неровную характеристику выше этой частоты, мы даже не включали меняющееся со временем активное сопротивление сетки и фазовую ошибку, поскольку описание измерений займёт много  места на WEB-сайте.

 Изменяя величину индуктивности сеточного дросселя L1, мы можем двигать пик туда-сюда, но всегда остаётся частота, на которой сетка не будет заземлена! (То есть, на частоте пика АЧХ имеется большое сопротивление, которое не позволяет говорить о заземлении сетки для этой частоты, скорее, - наоборот). Это является серьёзным основанием при инженерных расчётах РА с заземлённой сеткой и лежит в “корне зла” при возникновении нестабильности  усилителя. Colllins, например, сделал целый ряд модификаций в сеточную цепь усилителя 30L1. Лучшей идеей было бы обойти “плохую идею” о том, что эта система добавляет управляемую отрицательную обратную связь и вернуться к схеме с действительно заземлённой сеткой.

 Если есть желание ввести отрицательную обратную связь, то это можно сделать обычным способом, установив в катод лампы резистор, короткими выводами,  непосредственно у точки подачи на катод напряжения (мощности) раскачки.

 Очевидны большие недостатки “супер-концепции” схемы усилителя на лампах с заземлённой сеткой и емкостным делителем. Ток сетки заставляет импеданс “сетка-катод” ламп(ы) постоянно изменяться.  Когда ток сетки отсутствует, этот импеданс стремится к бесконечности, ёмкость “сетка - катод” доминирует в верхней части делителя и всё, как будьто, работает так, как и планировалось.

 К несчастью, проблемы выплывают наружу, как только появляется сеточный ток. Даже совсем незначительный сеточный ток приводит к резкому падению импеданса “сетка - катод”. При токе сетки в несколько десятков мА, импеданс сетки падает до нескольких сотен Ом и ниже. Как только появится ток сетки, в верхней части схемы делителя начинает доминировать (господствовать) уменьшающийся импеданс сетки!

 В цепи сетки, вместе с этим, появляются также и новые резонансы, способные потенциально нарушить нормальную работу усилителя, привести его к самовозбуждению.

 Эта система создаёт три (дополнительных) проблемы:

-         “Раскачка” сетки с ростом рабочей частоты эффективно падает, как раз там, где нам необходима максимально плоская АЧХ усилителя.

-         Обратная связь с повышением мощности “раскачки” начинает проявлять отставание фазы, что  снижает максимально применимую для усиления частоту РА.

-         Индуктивность “сетка - шасси” на УКВ (VHF) и низких частотах (LF) возрастает, уменьшая стабильность усилителя.

После того, как я проверил несколько усилителей, использующих эту “супер”-схемотехнику  и без неё, то я обнаружил (при некоторых условиях эксплуатации) значительное снижение интермодуляционных искажений, однако и стабильность усилителя, при этом, также значительно снижалась.

 Всегда заземляйте сетку (сетки) с помощью коротких толстых проводников (при гальваническом соединении с шасси) и с помощью безиндуктивных конденсаторов с короткими выводами (в схеме с подачей на сетку смещения)!

 

Как действуют подавители нежелательных колебаний?

 Обычно подавитель нежелательных (паразитных) колебаний содержит два компонента: индуктивность (катушку индуктивности) и резистор, включенных параллельно. При низких частотах преобладающим оказывается путь сигнала через катушку индуктивности (активное сопротивление низкое и реактивное недостаточно при малой величине индуктивности для низких частот). На УКВ преобладающим оказывается путь сигнала через резистор (реактивное сопротивление катушки индуктивности возрастает настолько, что сигналу легче преодолеть сопротивление резистора), если этот резистор низкоомный.

  Следует предостеречь Вас от одной ошибки: почему-то все считают, что коричневые угольные резисторы  безиндуктивными. Это не так. К примеру, посмотрите на следующие резисторы:

 

 

 Большинство резисторов  вверху на рисунке  имеют спиральные проводники высокого сопротивления и значительную индуктивность на УКВ, их подавляющее нежелательные колебания действие нееффективно, - необходима полная компенсация  индуктивности резисторов. Только композиционные угольные (графитовые) резисторы полезны, в случае применения их в нерезонансных подавителях.

 Вот типичная схема системы подавления, включающая индуктивность анодного вывода:

 

 

 В этом примере, V1 заменяет лампу. Последующее является симуляцией токов в подавителе.

 

 

 Начиная с 30 МГц, отношение токов в катушке индуктивности к токам в резисторе:

 

Частота, МГц

Ток (L1)

Ток (R1)

30

0,0047

0,0015

60

0,0041

0,0026

90

0,0034

0,0034

120

0,0029

0,0037

160

0,0024

0,0041

190

0,0021

0,0042

220

0,0018

0,0043

 

Данные, приведённые в таблице, важны и  говорят о многом. Катушка индуктивности доминирует на низких частотах. Ток в катушке на частоте 30 МГц превышает ток в резисторе в три раза. На частоте 190 МГц, в диапазоне нестабильности лампы 3-500Z, ток в резисторе превышает ток в катушке в два раза. Это говорит о том, что любые изменения в конструктивных данных катушки и её добротности (Q) – например, её намотка  нихромовым проводом, в большинстве своём снижают добротность катушки на низких частотах и почти не влияют на добротность системы в диапазоне более высоких частот УКВ диапазона.

-         Определяющим фактором, влияющим на добротность системы на УКВ, является значение резистора и любая реактивность в цепи этого резистора.

-         Определяющим фактором, влияющим на добротность системы и её “производительность” на КВ, является величина индуктивности катушки и любые изменения в добротности катушки.

 Вот моя позиция в отношении нихромовых подавителей конструкции Measure (AG6K, Web-сайт ~measures/). Он заявляет, что его подавители снижают добротность системы на УКВ, тогда как, в действительности, они действуют, как раз, - наоборот! Типичный подавитель конструкции AG6K, выполненный в виде "заколки для волос" (U-образной формы), в действительности, даёт значительное увеличение добротности системы на УКВ в анодной цепи лампы 3-500Z (примерно, в два раза), поскольку эквивалентное Rp (русская аббревиатура - Rа) подавителя, включенного последовательно с выводом анода лампы было меньше!

 Причины возникновения  электрических “дуг” в РА рассматриваются на других страницах сайта и включают: несвоевременные переключения реле, перекачки, неправильные настройки  и согласования в РА  и перенапряжения.

 

Снижение добротности на УКВ

 Если мы хотим получить более низкое значение добротности на УКВ, повышая в то же время добротность и эффективность на КВ в усилителе, ток в резисторе должен наростать  с повышением частоты быстрее (по отношению к току в катушке подавителя). У подавителей также должна быть более высокая величина Rp, поскольку она доминирует в индуктивности анодной цепи, включенной последовательно с подавителем. (Rp = Ra – сопротивление анодной цепи).

Measure, AG6K, представляет свой подавитель с низким сопротивлением, а в действительности же подавитель с низким Rp увеличивает добротность системы в анодной цепи ламп(ы).

Действительно улучшенный  подавитель паразитных колебаний

 Чтобы снизить добротность на УКВ, в анодной цепи должно доминировать (преобладать) активное сопротивление (резистора). Отношение токов в активном сопротивлении и индуктивности должно бать как можно больше.

В программе-симуляторе назовём эту функцию показателем передачи (the rate of transfer).

Показатель передачи может быть увеличен добавлением к резистору небольшой ёмкости, включенной последовательно с резистором.

 

 

Старый (прежний) подавитель:

 

Частота, МГц

Ток (L1)

Ток (R1)

Отношение

30

0,0047

0,0015

3

60

0,0041

0,0026

1,6

90

0,0034

0,0034

1

120

0,0029

0,0037

0,78

160

0,0024

0,0041

0,58

190

0,0021

0,0042

0,5

220

0,0018

0,0043

0,42

 

 

 

 

 

Новый (модернизированный) подавитель:

 

Частота, МГц

Ток (L1)

Ток (R1)

Отношение

30

0,0069

0,0026

2,6

60

0,0050

0,0055

0,9

90

0,0027

0,0052

0,52

120

0,0019

0,0050

0,38

160

0,0013

0,0048

0,27

190

0,0011

0,0047

0,23

220

0,0009

0,0047

0,19

 

 

 

 

 

Графически токи выглядят так:

 

 

Зелёная кривая – ток через катушку индуктивности, красная - показывает ток через резистор. Отметьте, какой плоский график тока через резистор в широкой полосе частот и какая остроконечная картинка распределения тока в индуктивности.

 Это означает, что мы имеем дело с очень низким значением добротности системы в анодной цепи ламп(ы), начиная с частот 30…60 МГц и вплоть до СВЧ. Рассеяние мощности на резисторе в КВ диапазонах имеет вполне допустимые нормы, эффективность и нагруженная добротность на рабочих частотах остаются высокими, а, вот, подавление УКВ колебаний резко улучшилось.

 

Выбор элементов подавителя

 Оптимальное значение сопротивления резистора в подавителе может быть выбрано при измерении или эмпирически. Если анодная цепь выполнена длинною и состоит из тонких проводников, то импеданс будет высоким, а это требует применения высокого сопротивления резистора в подавителе, ведь мы установили, что активное сопротивление должно доминировать в анодной цепи (в составе импеданса анодной цепи). Лучшее значение сопротивления резистора, обычно, равное или немного превышающее значение реактивности  анодной цепи на частоте нестабильности.

 Значение этой реактивности (импеданса) может быть определено в тест - схеме, или другими путями опытными инженерами, техниками, но, как правило, длинные и тонкие анодные выводы ламп, таких как 811А требуют сопротивления антипаразитного резистора 100…150 Ом, тогда как толстые и более короткие выводы ламп, таких как 3-500Z - 50…100 Ом. У стабильных ламп с внешними анодами часто можно использовать активное сопротивление выводов из бронзы и других материалов, чтобы погасить реактивность анодной цепи.

 Индуктивность вносит (на УКВ) значительно большую реактивность, чем значение  активного сопротивления резистора на частоте нестабильности. Это способствует протеканию большей части тока по резистору, а не по катушке индуктивности.

 Если посмотреть на разработки усилителей мощности, то можно найти, что у ламп, подобных 811А, обычно антипаразитные цепочки имеют большее количество витков в катушке и большее сопротивление резистора, чем у ламп типа 3-500Z, в антипаразитных цепях которых, особенно, если выводы сетки ламп(ы) соединены с корпусом с помощью толстых коротких проводников, катушки имеют значительно меньшее число витков, а резисторы - меньшее сопротивление.

 Чем нестабильнее ведёт себя лампа, тем большее число витков должна содержать антипаразитная катушка и тем большим должно быть сопротивление “подавляющего” резистора.

 Наглядно это можно просмотреть на примере Hi-Fi усилителя (высококачественного звукочастотного усилителя). Большие величины резисторов анодной нагрузки уменьшают усиление на высоких частотах. Это справедливо и для КВ усилителей.

 Более низкие частоты нестабильности требуют больших значений индуктивности, так что диапазон пропускаемых эффективно (без завала) ВЧ частот сдвигается в нижнюю (по частоте) сторону.

Использование модифицированных подавителей.

  Подавители, использующие последовательный резонанс применяются при наличии резистивных цепей имеющих индуктивность. Небольшой по ёмкости конденсатор ставится последовательно с резистором, имеющим индуктивность и с помощью этого конденсатора настраивается образовавшийся последовательный контур. Это выражается в большем увеличении тока через резистор при увеличении частоты. Это положительно сказывается на усилителях, работающих на частотах в 1/3 до ½ от частоты нестабильности, минимизирует нагрев резистора при обеспечении отличной стабильности.

Обычно применяемые типы ламп 3СХ1200А7, 3СХ1200D7, 572В и 811А.

 Параллельные подавители с последовательной подстройкой также применяют  иногда в схемах усилителей большой мощности со значительными токами нагрузки. Эти подавители состоят из последовательных RLC-систем, где С - обычно, это –  паразитная ёмкость анода ламп(ы). Порой эти подавители изготавливают в виде ферритовых блочков, размещаемым между анодом и шасси. Индуктивность блока включена последовательно с паразитной распределённой ёмкостью анода и потери служат в качестве подавляющего резистора, включенного  последовательно в анодную цепь. Мне приходилось “стабилизировать” 50…100 кВт УКВ передатчики используя параллельное подавление (параллельные антипаразитные цепочки).

 

О других нестабильностях

 Некоторые РА склонны к нестабильности на низких частотах. Усилители фирм Yaesu и Dentron на лампах 572В и Collins - на  лампах 811А являются хорошими примерами производства усилителей с проблемами нестабильности. Эти усилители склонны к генерации вблизи рабочей частоты.

  Все эти усилители, кроме Yaesu используют лампы с большой проходной ёмкостью  (“анод – управляющая сетка”) и без обратной связи в цепи катода лампы 811А.

 Yaesu  использовала одну из самых плохих в инженерном отношении схем обратной связи: через конденсатор с части витков П-контура на катод!  Фазовый сдвиг в этой цепи, как и нагрузочный импеданс, и обратная связь при настройке согласующих элементов, меняются диким образом!

 У усилителя Yaesu  бывают проблемы с лампами 572В китайского производства из-за их низкого коэффициента усиления (μ). Отрицательное смещение на сетке оказывает меньшее влияние на ток катода (лампы “труднее” закрыть, требуется большее напряжение смещения, чем это предусмотрено конструкцией конкретного усилителя), так что у ламп китайского (и русского) производства наблюдается повышенная величина тока покоя (без подачи раскачки). Этот дополнительный ток позволяет лампам усиливать в режиме покоя (“stand-by”). Поскольку и раскачка усилителя и нагрузка (антенна) в этом положении отключены, а неправильно рассчитанная цепь обратной связи с настроенным контуром остаются на месте, РА начинает генерировать вблизи рабочей частоты без нагрузки! Напряжение на контуре может достигать многих сотен вольт, поскольку энергия в нагрузку не уходит. Тот факт, что возбуждение происходит на низкой частоте, приводит к выгоранию контактов переключателя диапазонов РА, к которому подводится полное напряжение ВЧ.

 Усилители способны вырабатывать исключительно высокое напряжение при подаче раскачки и отключенной нагрузке (преднамеренно или, большей частью непреднамеренно).

  Все рассмотренные выше усилители, много бы приобрели, если:

-         К ним подключить правильно сконструированную схему мостовой нейтрализации (усилители Heathkit, Ameritron и Gonset, использующие лампы 811).

-         Заземлить сетки непосредственно с вывода панелек на шасси или напрямую толстыми короткими  проводами или с помощью безиндуктивных конденсаторов с короткими массивными выводами.

-         Использовать модернизированный подавитель для уменьшения добротности цепей на нижнем участке УКВ диапазона.

 

Заключение

 Надеюсь, что эта информация оказалась полезной и поможет понять, что в действительности происходит в системе подавления нежелательных (паразитных) колебаний. Если позволит время, я ещё предоставлю ряд статей, рассказывающих о способах устранения проблем в усилителях и диагностике их отказов. Думаю, главное дело - начать.

 

Свободный перевод с английского:  Виктор Беседин, UA9LAQ   Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

P.S. Мнение автора статьи W8JI о нихромовых дросселях конструкции AG6K может не совпадать с мнением тех радиолюбителей, кто повторил и успешно эксплуатирует данную конструкцию подавителей самовозбуждения усилителей мощности на УКВ частотах. В любом случае советую ознакомиться с содержанием сайта AG6K ( ~measures/ ), очень много полезной информации. Если кто-то делал что-то подобное - поделитесь, please, своим мнением на сайте СКР.   Виктор Беседин, UA9LAQ

 

г. Тюмень                 июнь, 2003 г

Глас народа






Рекомендуемый контент




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