Усилитель мощности на 4 гу 50 своими руками

Обновлено: 08.07.2024

Сразу оговорюсь, что насущной потребности в бестрансформаторном усилителе мощности у меня не было. Дело в том, что у меня есть классный усилитель KENWOOD TL -922. Однако использовать его не всегда целесообразно. В этом усилителе установлены две лампы 3-500 Z , каждая стоимостью около 200 USD , поэтому усилитель следует беречь.

Кроме того, многие используемые в настоящее время трансиверы имеют выходную мощность 100 Вт. Это приличная мощность. Правда, выходной каскад трансивера должен быть нагружен на сопротивление 50 Ом, иначе сработает система защиты (например, ALC ). Следовательно, трансиверу требуется антенный тюнер. А тюнер, увы, "бесстыжий обманщик", да и трансивер не следует "гонять" на предельной мощности. В нем только пара транзисторов оконечного каскада стоит около 90 USD .

В общем, я пришел к выводу, что неплохо было бы иметь "активный" тюнер. Вот так родилась идея использовать маломощный ламповый усилитель в качестве "активного" тюнера. П-контур в усилителе — это, фактически, тот же тюнер, который согласует выходной импеданс усилителя с антенной, а собственно усилитель позволяет эксплуатировать трансивер в режиме пониженной мощности. Остается только выбрать схему согласования трансивера и усилителя мощности. После небольших экспериментов широкополосный трансформатор на ферритовом кольце нашел свое место в схеме.

А что получится, если использовать ГУ-50? Лампа очень популярная, дешевая и очень доступная (панельки — тоже). Три-четыре лампы дают мощность, которая чаще всего требуется в повседневной работе в эфире. Этим лампам не нужен обдув. Анодное напряжение — около 1000 В.

А если такое низкое анодное напряжение получить без громоздкого силового трансформатора? Умножение переменного напряжения сети 220 В — это отличное решение! Но опыта работы с умножителями напряжения у меня не было, поэтому решил попробовать изготовить умножитель на четыре, состоящий из 6 электролитических конденсаторов 220 мкФ/385 В и 4 диодов 1 N 5408, и был приятно удивлен полученным результатом. На холостом ходу выпрямитель давал 1200 В, под нагрузкой 50. 600 мА напряжение почти не изменялось — 1100 В.

Эти результаты окончательно подтолкнули меня к выбору бестрансформаторного анодного питания усилителя мощности, но требовалось решить проблему безопасной эксплуатации усилителя с таким источником. Релейная схема на базе реле переменного тока дала возможность обеспечить требования техники безопасности. Во избежание броска тока во время включения, предусмотрена схема "мягкого" пуска. Маломощный трансформатор используется только для питания накалов ламп и реле.

Переходим к выбору схемы усилителя. Из своего опыта знаю, что ГУ-50 в схеме с общими (заземленными) сетками в режимах CW и SSB без проблем работает при напряжении 1200 В на аноде. Значит, 1100 В на выходе бестрансформаторного выпрямителя — вполне допустимое анодное напряжение. Все сетки ламп — на "земле". Ав томатическое смещение в цепи катодов ламп в режиме STANDBY обеспечивает их полное запирание, а в режиме передачи — ток покоя около 45 мА на каждую лампу, обеспечивающий линейный режим усиления. Анодное питание — последовательное. В такой схеме уменьшается влияние реактивности анодного дросселя, а также требования к его конструкции.

Сколько ламп ГУ-50 следует использовать в усилителе? Две — это явно мало (овчинка не стоит выделки), да и входный импеданс будет более 100 Ом. В то же время, ни объем, ни вес усилителя с двумя лампами не уменьшаются по сравнению с устройством на трех или четырех лампах. Однако при четырех лампах эквивалентное выходное сопротивление усилителя довольно низкое, поэтому для П-контура требуются конденсаторы довольно большой емкости. Кроме того, при четырех лампах усилитель имеет низкое входное сопротивление. Также следует увеличить нагрузочную способность высоковольтного выпрямителя (учетверителя напряжения), применив в нем электролитические конденсаторы емкостью 470 мкФ.

Три лампы ГУ-50 — это, на мой взгляд, оптимальное решение. Рационально используются все комплектующие, а разница в работе между усилителями на 3-х и 4-х лампах ГУ-50 незаметна для корреспондентов.

Возможно, все описанное выше хорошо знакомо некоторым читателям. Но, на мой взгляд, не следует слепо повторять любую конструкцию, не ответив для себя на вопросы: что, как и почему.

Схема усилителя (рис.1) довольно проста. "Минусовый" вывод источника высокого напряжения, который подключается контактами К4а реле Rel 4 к измерительному прибору М1, измеряющему анодный ток, является общим проводом схемы по постоянному току, а по переменному току этот провод через конденсаторы С5 и С20 соединен с шасси. Все сетки ламп VL1 — VL3 включе ны параллельно и соединены с общим проводом. Катоды ламп также соединены параллельно, но к общему проводу подключены через вторичную обмотку входного трансформатора Тг2 и резистор R 8, который обеспечивает автоматическое смещение. В катодную цепь также вклю чен резистор R 7, который предохраняет лампы от прострелов. Аноды ламп соединены параллельно через антипаразитные дроссели, предотвращающие самовозбуждение усилителя на УКВ.

Нагрузкой усилителя является П-контур. Анодное напряжение подается на "холодный" конец П-контура через дроссель Dr 2, т.е. применена схема последовательного анодного питания. В такой схеме катушка П-контура находится под напряжением, но зато снижаются требования к анодному дросселю Dr 2. Несмотря на то что в окончательном варианте усилителя применяется дроссель, рассчитанный на установку в схему параллельного питания, я пробовал использовать самый простой дроссель индуктивностью 16 мкГн, имеющий рядовую не- секционированную намотку, и эффект был один и тот же — усилитель работал хорошо.

В моих конструкциях П-контур всегда тщательно рассчитывается на основе данных об анодном напряжении и токе, рабочем режиме (в данном случае, класс АВ) и нагруженной добротности катушки П-контура ( Q =1 2). Раньше расчет проводился вручную, а сейчас компьютер делает такой расчет за секунды. Катушки, естественно, изготавливаются согласно рассчитанным индуктивностям для П-контура с учетом диаметра применяемого каркаса.

В П-контуре усилителя используются обычные конденсаторы переменной емкости от старых ламповых радиоприемников. В конденсаторе С1 пластины прореживают через одну, и из конденсатора емкостью 2x500 пФ получается КПЕ с максимальной емкостью около 135 пФ (при паралельном включении секций).

Прореживать пластины в конденсаторе С2 не требуется. Здесь лучше всего использовать строенный КПЕ.

КПЕ С1 и С7 подключены к П-контуру через конденсаторы С2 и С6 и, следовательно, находятся только под ВЧ- напряжением. На низкочастотных диапазонах параллельно каждому КПЕ добавляется емкость (СЗ, С4, С8, С9).

Для переключения диапазонов применяется обычный керамический галетный переключатель (4 галеты, 11 положений). Две галеты, соединенные параллельно, предназначены для переключения отводов катушки индуктивности, а две другие — для подключения добавочных конденсаторов.

Если фазовой провод включен правильно, то при подаче на блок питания сетевого напряжения сразу включится реле Rel 2, и переменное напряжение поступит на выпрямители. Если фазовый провод включен неправильно, сработает реле Rel 1 , которое своими контактами перекоммутирует "фазу" и "ноль", установив их в правильное (безопасное для эксплуатации) положение.

Сетевое напряжение подается на выпрямители через резисторы R 14 — R 18, которые ограничивают пусковой ток, обеспечивая "мягкий" пуск. В течение несколько секунд напряжение после этих резисторов возрастает до уровня, при котором включается реле Rel 3, которое блокирует цепь "мягкого" пуска. После цепи "мягкого" пуска установлен дроссель Dr 1 , который препятствует попаданию ВЧ-напряжения из усилителя в сеть переменного тока.

Накал лампы и напряжение для низковольтного выпрямителя ( D 7 — D 11 и С37) снимается с трансформатора Тг1. Напряжение на выходе низковольтного выпрямителя — 24 В.

Высоковольтный выпрямитель выполнен по симметричной схеме учетверения напряжения. Он включается сразу после подачи сетевого напряжения, и после "мягкого" пуска на его выходе появляется напряжение 1200 В.

Двухконтактный двухпозиционный тумблер SW 2 a , b служит для переключения режима STANDBY . При включенном режиме STANDBY усилитель сохраняет готовность к работе, но не подключен к выходу трансивера, поэтому сигнал "раскачки" через нормально замкнутые контакты Rel 5 и Rel 6 поступает прямо в антенну.

При выключении режима STANDBY срабатывает реле Rel 4, и высокое напряжение подключается к общему проводу и к анодной цепи. Одновременно подается напряжение на цепи питания реле Rel 5 и Rel 6. Переход "прием/передача" осуществляется при замыкании контактов К7 реле Rel 7. Для управления этим реле применяется транзисторный ключ Q 1 . Напряжение для ключа и для репе Rel 7 берется от интегрального стабилизатора IS 1. Это напряжение должно быть не более 12 В, потому что во всех современных трансиверах линия РТТ имеет потенциал +12 В в режиме приема и 0 В — в режиме передачи.

Применение ламп ГУ-50 обусловлено их дешевизной, распространенностью, фантастической надежностью и долговечностью, а также возможностью сохранять номинальную работоспособность при изменении напряжений в довольно больших пределах.

Удобный, лёгкий малогабаритный усилитель для экспедиций и для дачи. Простая схема, заточенная по понятиям разумной малогабаритности предложена ниже.

Лично я, по соображениям общей механической прочности и надежности конструкции, не стал отказываться от применения стандартных панелей со стаканами для ГУ-50 и воздержался от раздевания ламп для придуманного радиолюбителями якобы снижения емкости. Лампы не подбирались, но они из одной партии.

Принципиальная схема Усилителя на 3-х ГУ-50

Необходимые детали

VL1-3 — ГУ-50.
Др1 заводского изготовления ДМ-01 (250).
Анодный дроссель Др2 намотал 16 метров провода ПЭЛШО-0,35мм. на каркасе диаметром 20мм. Намотка виток к витку в один ряд. Индуктивность 178мкГ.
Антипаразитные дроссели Др3 — Др5 5 витков ПЭЛ — 1,5мм на резисторе МЛТ-2 75 Ом диаметр намотки 12мм. шаг намотки 4 — 5мм.
Накальный дроссель Др6 8 витков провод ШВВП-2х0,75 на ферритовом кольце диаметр 30 мм
Катушки П контура;
L1 бескаркасная диаметром 50мм. 5,5 витка из трёхгранного медного прута ширина стороны 5мм шаг намотки 7мм

10 — 12 м — 1,5 витка

17 м — 2,75 витка

20 м — вся катушка 5,5 витка.

160 вся катушка.

С3 КСО-7 2500 В.
C4 продёрнутый из старого лампового приемника получилось 240 пФ.
С5 три секции из старого лампового приемника 1500 пФ.

Схема блока реле УМ

Rel1 РЕС-9,
Rel2 РЕС-6,
Rel3 ТКЕ52ПКТ.

Схема блока питания УМ на 3-ех ГУ50

Схема с доработками УМ на 3-ех ГУ-50

Возможные варианты монтажа усилителя на 3-х ГУ-50

Усилители звуковой частоты с выходной мощностью: 1400, 1500, 2000 и 2500 Вт

Для озвучивания музыки в больших комнатах и залах нужен усилитель большой мощности.

В статье, ниже рассмотрим несколько схем аудио усилителей высокой мощности. Их можно использовать для подключения к сабвуферам, если использовать стерео вариант, то необходимо сделать две точные копии данных схем. Подробнее…

Ранее мы писали об изготовлении сабвуфера.

Теперь необходимо собрать простой усилитель для сабвуфера.

Ниже представлена простая схема из доступных радиодеталей. Усилитель собран на микросхеме К174УН19 или зарубежный аналог TDA2030, на выходе мощные транзисторы КТ818 и КТ819: Подробнее…

В публикуемой здесь статье наш постоянный автор анализирует схемотехнику антенных усилителей польского производства и обосновывает свой осознанный подход к их выбору с точки зрения коэффициентов шума и усиления. Он также дает рекомендации по ремонту таких устройств, довольно часто выходящих из строя от грозовых разрядов, и устранению самовозбуждения. Это позволит, надеемся, многим радиолюбителям не только выбрать необходимый усилитель, но и улучшить его работу. Подробнее…

Вы можете следить за комментариями к этой записи через RSS 2.0. Вы можете оставить свой комментарий, пинг пока закрыт.

Ваш комментарий

- НАВИГАТОР -

10-ка лучших статей

- 216 249 просм. - 200 374 просм. - 199 548 просм. - 190 285 просм. - 173 801 просм. - 167 121 просм. - 142 648 просм. - 138 844 просм. - 132 253 просм. - 121 744 просм.

Архивы статей

Коротко о сайте:

Мастер Винтик. Всё своими руками! - это сайт для любителей делать, ремонтировать, творить своими руками! Здесь вы найдёте бесплатные справочники, программы.
На сайте подобраны простые схемы, а так же советы для начинающих самоделкиных. Часть схем и методов ремонта разработана авторами и друзьями сайта. Остальной материал взят из открытых источников и используется исключительно в ознакомительных целях.

Вы любите мастерить, делать поделки? Присылайте фото и описание на наш сайт по эл.почте или через форму.
Программы, схемы и литература - всё БЕСПЛАТНО!

Лампа ГУ-50 разработана в 30-х годах прошлого века в Германии под названием LS50. Сделана в лучших традициях немецкого качества и надежности. Про нее говорят, что ее можно или разбить или потерять. Другими способами вывести ее из строя очень и очень трудно. По этой причине эта лампа очень пришлась по вкусу военным связистам.

Быстро лампа LS50 была один в один скопирована всеми ведущими производителями электровакуумных приборов и выпускается до сих пор.

Лампа ГУ-50 - советский аналог LS50. Этакая лампа–солдат в каске и бронежилете.

Достаточно широкое применение она нашла и в звуковой технике.
В Сети можно найти множество вариантов схем усилителей, где на выходе установлены эти лампы.
Я предлагаю вашему вниманию датагорский однотактный усилитель на лампе ГУ-50. Наш вариант.

Содержание / Contents

Кому-то выходная мощность в 10 Вт на канал покажется до смешного малой, но для однотактного лампового усилителя это очень серьезная цифра.
Поверьте, даже на половине уровня в обычной комнате усилитель звучит на самом деле ОЧЕНЬ громко.

↑ С чего начать?

↑ Трансформаторы выходные

Вторая основная часть усилителя это трансформаторы: пара выходных и силовой. Для изготовления выходных трансформаторов я разобрал и размотал пару одинаковых по размеру трансформаторов от компьютерных источников бесперебойного питания от знаменитой фирмы АРС.

Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.

В результате получается трансформатор, обеспечивающий анодную нагрузку 4.5 ком и выходы для подключения динамиков сопротивлением 4 и 8 Ом.

Для того чтобы обеспечить одинаковость параметров выходных трансформаторов я разделил пластинки сердечников поровну и потом равномерно их перемешал. Пластинка от одного трансформатора, пластинка от другого и так далее. Так можно быть уверенным, что у обоих сердечников будут абсолютно одинаковые параметры.

↑ Трансформатор силовой

Силовой трансформатор сделан на основе сердечника Ш40х40. Расчет его производился в программе Power Trans
Все необходимые данные для намотки можно видеть в окне программы.

Для силового трансформатора подойдет практически любой трансформатор с габаритной мощностью не менее 150 Вт. Можно использовать силовые трансформаторы от ламповых телевизоров типа ТСШ170 или ТС180. С них надо убрать все вторичные обмотки и намотать новые, чтобы получить требуемые напряжения.

↑ Схема и наладка

Выходная лампа включена пентодом. На вторую сетку подается постоянное напряжение в 255 Вольт , которое снимается с отвода от основной анодной обмотки, выпрямляется диодом а затем сглаживается конденсаторами и дросселем. Это позволяет повысить выходную мощность усилителя.

Смещение фиксированное. Отрицательный потенциал на первую сетку подается от отдельного выпрямителя с БП. Регуляторы смещения выведены под отвертку на верхнюю панель усилителя позади выходных ламп, чтобы можно было устанавливать режим ГУ-50 не разбирая усилитель.

На переднюю панель выведены 2 индикатора. Сначала хотел их, как принято, заставить дергаться в такт музыке, но потом на них вывел индикацию току покоя выходных ламп. Заход в красный сектор – это перегрузка выходных ламп по мощности рассеивания на аноде.

Настройка выходного каскада (например, после замены лампы) сводится к простому подкручиванию регуляторов и установки стрелки чуть-чуть не доходя до красного сектора. На самом деле, при первоначальной настройке я измерял напряжение на катодном резисторе лампы ГУ-50 при помощи цифрового тестера. Установил ток покоя 90 мА и потом подстроил балластный резистор индикатора, так чтобы он показал на индикаторе нужное значение.

Катодный резистор в выходном каскаде выбран номиналом 10 Ом. Это позволяет более точно подстраивать режим. Второе его назначение это создание небольшой ООС которая повышает устойчивость выходного каскада от возбуждения на высокой частоте. По этой причине резистор в катод выбран марки С5-5-5Вт. Это проволочный резистор для токов высокой частоты он кроме всего работает еще и как индуктивность снижая усиление лампы на частотах выше нескольких мегагерц.

Лампы – приборы высокочастотные. Даже считающаяся низкочастотной звуковой лампа 6Н2П запросто может генерировать сигнал частотой 50-80 МГц, а лампы специально созданные для работы на ВЧ легко справляются с несколькими сотнями мегагерц. Поэтому при монтаже усилителя обращаем внимание на монтаж.

В первом каскаде использована лампа 6Ж4. Это тоже пентод, но включен в триодном режиме. Работает тоже с фиксированным смещением, которое создается стабилитроном КС133А. Кому не нравится такой вариант включения, могут смело использовать батарейку типа CR2032 (такие стоят на материнских платах) или же в катод поставить резистор сопротивлением 330-360 Ом и зашунтировать его конденсатором емкостью не менее 3тыс мкФ. Это даст широкое поле для экспериментов по подбору емкости и типа шунтирующего конденсатора и типу используемого резистора. Будет чем заняться длинными зимними вечерами.

После первого включения и настройки режима выходного каскада немного послушал музыку. Гудение по низким частотам и немного крикливая резкая середина. Мне не понравилось. Хотя по осциллографу с генератором все правильно и красиво. На рисунке сигнал на выходе, когда уже начинается ограничение. Оно симметричное сверху и снизу. Мощность на выходе при этом 10 Вт на нагрузке 8 Ом.

Стал разбираться, в чем дело. Измерил выходное сопротивление усилителя. Для этого измерил амплитуду выходного сигнала усилителя без нагрузки и с номинальной нагрузкой. Дальше по простой формуле:

Где Rн – сопротивление нагрузки, Uxx – напряжение на выходе на холостом ходу, Urн – напряжение на выходе при подключенной нагрузке.

↑ Использованные детали и монтаж

Несколько слов об использованных деталях. Резисторы ПТМН, С2-29 в цепи сигнала. Остальные ОСМЛТ, какие были под руками. Конденсаторы в источнике питания Nippon Chemi-Con на номинальное напряжение не ниже 450 Вольт. Это достаточно качественные конденсаторы, для которых не потребовалось шунтирование пленкой/бумагой, хотя никто не запрещает это сделать. Бумагу маслом не испортишь, как говорят бывалые ламповики.

Монтаж усилителя полностью навесной. Сначала на отдельном металлическом шасси собран блок питания. Это шасси после проверки закреплено внутри корпуса. Чтобы не сверлить лишних отверстий БП крепится на те же винты, которыми крепятся силовой и выходные трансформаторы.

После установки распайки БП монтируется собственно сам усилитель. На винты, которыми закреплены ламповые панели прикручиваются изолирующие стойки и к ним паяю толстый медный одножильный провод – земляная шина. В дальнейшем все остальные детали паяются непосредственно на лепестки ламповых панелей и к этой шине, где требуется. Вот так выглядит со стороны подвала собранный усилитель.

Многие радиолюбители использующие в усилителях лампы ГУ-50 по схеме с общей сеткой не задумываются над способом подачи напряжения возбуждения на лампу. Принято “качать в катод” и две и три и даже четыре лампы. Между тем входное сопротивление усилителя на двух лампах в 1,5 раза больше входного сопротивления усилителя на 3-х лампах и в 2 раза больше входного сопротивления усилителя на 4-х лампах.
Если это не учитывать, придется значительно повысить мощность возбуждения. Но степень согласование все равно остаётся недостаточной.
Простая схема поможет улучшить согласование трансивера с усилителем и значительно снизить мощность возбуждения последнего.

Читайте также: