Расчет усилителя на ГУ-81М, расчет усилителя мощности. Опции

[вертикал7]

Расчет режима работы лампы ГУ-81М

Исходные данные. Анодное напряжение Еа = 3000В, напряжение на экранной сетке Ес2 = 750В. Работа РА предполагается в классе В, следовательно, коэффициенты разложения анодного импульса равны: а1 = 0,5, а0 = 0,318. Угол отсечки равен 90 градусов.
Из анодно-сеточных характеристик находим величину импульса анодного тока Iам при напряжении на первой сетке = 0, который равен 1,75А. Так как присутствует ток покоя Iп, равный 50 мА, уточним величину коэффициента а0.
Максимальная величина постоянной составляющей анодного тока равна: Iао = Iам*а0 = 1,75* 0,318 = 0,56А.
Тогда коэффициент К = Iп / Iаом = 50 / 560 = = 0,089.
Находим уточненное значение а0: а0 = 0,318 + ,88*К*К = 0,318 + 0,88*0,089*0,089 = 0,325.
После чего находим уточненное значение Iа0, которое равно: а0 = Iам*а0 = 1,75*0,325 = 0,569А.
Найдем величину тока первой гармоники Iа1, которая равна: Iа1 = Iам*а1 = 1,75*0,5 = 0,875А.
Величину остаточного напряжения на аноде еа мин для получения достаточной линейности РА примем равной половине от величины экранного напряжения:
еа мин = Ес2 / 2 = 750 / 2 = 375В.
В этом случае амплитуда переменного высокочастотного напряжения Uам на аноде лампы будет равна: Uам = Еа - еа мин = 3000 — 375 = 2625В.
Найдем коэффициент использования анодного напряжения КИАН:
КИАН = Uам / Еа = 2625 / 3000 = 0,875, из величины которого можно сделать вывод о работе лампы в недонапряженном режиме.
Теперь можем найти величину резонансного сопротивления нагрузки Rое, величина которого равна: Rое = Uам / Iа1 = 2625 / 0,875 = 3000 Ом.
Колебательная мощность Ркол равняется: Ркол = (Uам* Iа1) / 2 = (2625*0,875) / 2 = 1148 Вт.
Из сеточно — анодных характеристик по второй сетке находим импульс тока второй сетки Iс2м при максимальном сигнале, он равен 500 мА. После чего находим постоянную составляющую тока второй сетки: Iс20 = 0,7* Iс2м*а0 = 0,7*500*0,325 = 114 мА.
Подводимая мощность Рподв равна: Еа* Iа0 = 3000*0,569 = 1707 Вт.
И в окончание расчета найдем коэффициент полезного действия КПД, равный :
КПД = Ркол / Рподв = 1148 / 1707 = 0,672.

[вертикал7]

Мы привыкли считать, что ток упр. сетки тетрода или пентода очень нежелателен т.к. вызывает резкое увеличение уровня гармоник в сигнале передатчика. Но так -ли он опасен этот ток сетки. Вот что пишет по этому поводу RV4LK
РАСЧЕТ ВЛИЯНИЯ ТОКА ПЕРВОЙ СЕТКИ НА ЛИНЕЙНОСТЬ ЛАМПЫ ГУ-81М
Как будет видно из нижеприведенного расчета, ухудшения линейности не происходит. Следовательно, повышение напряжения на экранирующей сетке для увеличения импульса анодного тока, это просто один из возможных способов получения большой выходной мощности. Причем не самый лучший.
Переходим к расчету. Отсутствие токов первой сетки не является ни необходимым, ни достаточным условием для получения высокой линейности. Для того, чтобы импульс анодного тока Iам был равен 1,9 А при 600 В на экранной сетке (Ug2 = 600 в), положительное напряжение на управляющей сетке (Ес1м), должно равняться 75 В. Напряжение смещения (- Ec1), равно - 150 В, амплитуда возбуждения (Uс1м), равняется 75+150 = 225 В. Сопротивление нагрузки для входных П-контуров равно 390 Ом, входная емкость лампы, естественно, компенсирована.
Находим угол отсечки сеточного тока, он равен: arccos150/225 = 48 градусов. Из сеточно-анодных характеристик находим величину импульса тока первой сетки (Ic1м), он равен 65 мА.
Вычислим ток первой гармоники управляющей сетки (Iс1), он равен:
Iс1 = К1*а1*Ic1м = 0,72*0,328*65 = 0,0154 А.
Ищем постоянную составляющую тока первой сетки (Iс1о), она равна:
Iс1о = Ко*ао*Ic1м = 0,66*0,176*65 = 0,00755 А.
Эквивалентное сопротивление цепи первой сетки равно:
Rэс1 = Uс1м / Iс1 = 225 / 0,0154 = 14610 Ом.
При отрицательной полуволне возбуждающего напряжения входное сопротивление (Rвх), равно сопротивлению нагрузки (Rн), и равно 390 Ом.
Найдем входное сопротивление при положительной полуволне возбуждающего напряжения, он будет равно:
Rвх = 14610*390 / 14610 + 390 = 379,86 Ом.
Определим, насколько уменьшится положительная полуволна из за наличия сеточного тока.
дельтаUс1 = 75*(390 - 379,86) / (390 + 379,86) = 0,99 В
Вычислим степень уменьшения максимальной амплитуды сеточного напряжения в процентах:
дельтаUс1% = 0,99*100 / 225 = 0,44%.
Образующиеся дополнительно IMD3 из за нелинейности входа равны - 57 дБ. То есть, дополнительных искажений проходной характеристики нет . Хотя, может быть, на Тетрониксе, можно будет выловить увеличение IMD3 на 0,1...0,2дБ, что мизер.
Ток второй гармоники упр. сетки равен: 0,7*65*0,26 = 11,83 мА. По величине она сравнима с первой, поэтому ее надо отфильтровать пр помощи П-контуров с нагруженной добротностью равной 4...5. Следовательно, для нейтрализации последствий сеточного тока необходимо:
1. Иметь небольшое сопротивление нагрузки для входных П- контуров, не более 500 Ом.
2.Иметь параллельный стабилизатор напряжения смещения, способный поглотить ток первой сетки.
3.Отфильтровать вторую гармонику сеточного тока при помощи П-контуров с нагруженной добротностью равной 4...5.
Такое построение входных цепей имеет следующие преимущества:
1. Упрощается и удешевляется стабилизатор напряжения для экранной сетки.
2. Не ухудшается токораспределение, как в случае с повышенным напряжение на экранной сетке.
3. И наконец, исключается склонность лампы к прострелам из за большого экранного напряжения.
Поэтому такое построение входа лампы для схемы с общим катодом заслуживает пристального внимания. Как говорится: мы пойдем в обход горы....

Итак, выходит, что получить всю мощность с рогатки можно и не превышая экранного напряжения, но зато повышая мощность раскачки. Правда, при этом, по входу обязательно должно стоять сопротивление не более 500 Ом. для одной лампы и не более 250 Ом для двух ламп, что вызовет потребность в повышенной раскачке входа РА. Но если есть запас по раскачке рогатки, то лучше этот вариант, чем поднимать до 800-900 В экранное напряжение и стабилизировать его. Да еще и вероятность прострелов в лампе при этом увеличивается. Вот если нет запаса по раскачке, вот тут другое дело.