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.

[Kip2077]

Вот только в АМ, в режиме несущей, цифры будут совсем другие и 1квт выходной мощности даже и не сниться. (IMG:style_emoticons/default/sad.gif)

[Elessar]

А кто ее в АМ собиратеся использоватъ ?
Мы что, в прошлом веке в 55году ?

[A_B]

А кто ее в АМ собиратеся использоватъ ?
Мы что, в прошлом веке в 55году ?

У нас в России самым массовым и популярным бэндом для радиолюбителей является диапазон 3.0 мгц, а там только АМ, не верите? послушайте сами. (IMG:style_emoticons/default/ohmy.gif)

[вертикал7]

Есть сомнения? Хорошо, чтобы развеять их, давайте применим простую формулу и посмотрим, какова будет мощность рассеивания на аноде в максимальном режиме для лампы. Итак, из расчета выше мы знаем, что
Подводимая мощность Рподв равна: Еа* Iа0 = 3000*0,569 = 1707 Вт.
Мы также знаем
Колебательная мощность Ркол равняется: Ркол = (Uам* Iа1) / 2 = (2625*0,875) / 2 = 1148 Вт.
И мы еще знаем, что мощность рассеиваемая на аноде это разность мощностей подводимой и колебательной. Вычтем из 1707 колебательную 1148 и получим 559 Вт. Из паспортных данных по лампе ГУ81М мы знаем, что рогатка способна рассеивать до 600 Вт в течении 3 минут непрерывно. У нас же 559 Вт. Конечно, лампа в режиме почти предельном, но зато она и отдает не как ГУ50. Придется ее обдувать, помогать ей. Если вас пугает красный цвет анода, ну тоже проблем нет, давайте снизим ей экранное с 750 В до 700В и она будет заметно меньше отдавать. А всего то надо в стабилизаторе убрать из цепочки стабилитронов один-два стабилитрона. Делов то куча :-)

[вертикал7]

Вот схема от RV4LK.
CТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ЭКРАННЫХ СЕТОК ЛАМП 2 ШТ. ГУ81М.
Выкладываю схему стабилизатора напряжения для экранных сеток пары ламп ГУ-81М. При токе нагрузки до 315 мА (больше в нормальном режиме вряд ли будет), величина "просадки" напряжения не превышает 4 В от режима холостого хода. То есть, нестабильность порядка 0,5%, что более чем достаточно. На провод, соединяющий эмиттер первого транзистора с базой второго, надето семь колечек К7х4х2 проницаемостью 1000 единиц.
Примечание. Величина сопротивление R1 и R2 равняется: из 60 вычесть сопротивление вторичной обмотки транса (измерять при замкнутой первичной обмотке) и разделить пополам. У меня сопротивление вторички получилось 50 Ом. Немного о конструктиве. Резистор R7 должен быть расположен в непосредственной близости от базы транзистора VT1. У меня он закреплен на стойках из изоляционного материала, прикрученных прямо к радиатору. Транзисторы VT1 и VT2 надо располагать недалеко друг от друга. Не применяйте транзисторы, уступающие рекомендованным по предельно допустимым токам и напряжениям. Например, поставите КТ812А - пробьются.

P.S. Резистор R8 лучше взять величиной 27...30 Ом. В этом случае при работе SSB и CW нагрузка на оба транзистора будет одинаковой. При 12 Омах равная нагрузка на транзисторы будет только при максимальном сигнале. Например, при работе "цифрой".

[вертикал7]

Вот вариант схемы визуального контроля за появлением тока упр. сетки лампы. Кста эта схема пойдет и для ГК71. Внимание, на схеме ошибка - неправильно включен светодиод. И еще, я предлагаю, вместо одного диода КД105 поставить последовательно 2 шт. В этом случае, при сильной перекачке входа, напряжение на светодиоде никогда не превысит напряжения падения на двух диодах т.е. примерно 1,5 В., что предохранит светодиод от повреждения. Светодиод можно поставить красного цвета. В данном случае входное сопротивление каскада будет равно 1 кОм.

[вертикал7]

Вот только в АМ, в режиме несущей, цифры будут совсем другие и 1квт выходной мощности даже и не сниться. (IMG:style_emoticons/default/sad.gif)

Ну почему же? А если лампа в классе В работает, а модуляция по упр. сетке или вообще в буферном каскаде, драйвере? Вполне будет работать. Конечно, если в этом режиме свистеть в анод непрерывно минут 5, то она перегреется. Но мы то строим усилители не для того, чтобы свистеть подолгу. Мы же иногда и перекуры делаем (IMG:style_emoticons/default/wink.gif)
Не знаю, стоит ли приводить расчет для ГУ50?

[A_B]

Ну почему же? А если лампа в классе В работает, а модуляция по упр. сетке или вообще в буферном каскаде, драйвере? Вполне будет работать. Конечно, если в этом режиме свистеть в анод непрерывно минут 5, то она перегреется. Но мы то строим усилители не для того, чтобы свистеть подолгу. Мы же иногда и перекуры делаем (IMG:style_emoticons/default/wink.gif)
Не знаю, стоит ли приводить расчет для ГУ50?

А берите выше. Если ума хватит, то неплохо бы имет программу для расчета режимов ламп вых. каскадов. Представляю так:
1.Набираешь лампу, далее их количество, далее схему вкл. с ОК или ОС, далее частоту(или комплекс частот).
2. Нажимаешь на OK.
3. Смотришь рабочие напряжения на лампе(ах), рекомендуемую мощность на входе и полученную мощность на выходе.


И вообще сказка, если будет возможность менять величины напряжений на электродах лампы, величину входной мощности. - и смотреть как меняются выходные параметры. (IMG:style_emoticons/default/rolleyes.gif)

[Kip2077]

Ну почему же? А если лампа в классе В работает, а модуляция по упр. сетке или вообще в буферном каскаде, драйвере? Вполне будет работать. Конечно, если в этом режиме свистеть в анод непрерывно минут 5, то она перегреется. Но мы то строим усилители не для того, чтобы свистеть подолгу. Мы же иногда и перекуры делаем (IMG:style_emoticons/default/wink.gif)
Не знаю, стоит ли приводить расчет для ГУ50?

Класс то может и будет В (для 81й), вот только в несущей АМ режим будет недонапряжонный, и КПД составит всего 30-40% (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)

[вертикал7]

А что мешает подавить несущую и оставить только боковые полосы? Это будет уже DSB сигнал. При настройке подавать расбансировку чтобы получить несущую а потом убирать ее. Это делается на 4 диодах. Вот тогда резко возрастет КПД лампы. Ну а так, конечно, если будет переть ненужная несущая, которая не несет НИКАКОЙ полезной информации, то она и сожрет весь КПД лампы.

[Kip2077]

Вот только как DSB сигнал будут принимать на приёмной стороне с бытовым ПРМ?

[вертикал7]

Вот только как DSB сигнал будут принимать на приёмной стороне с бытовым ПРМ?

Простым приемником это невозможно сделать. Но вот если к приемнику добавить маленький генератор на одном транзисторе (гетеродин) то такой прием становится возможным. Такие доработки публиковались раньше. Вот например доработка по Ишиму http://www.cqham.ru/003_mods.htm
Вот отдельный приемник http://electromechanica.narod.ru/qso/qso-15.htm
Вот приставка
http://us3iat.qrz.ru/radio/1973/prist_ssb/prist_ssb.htm
Вот еще описание одного способа
http://us3iat.qrz.ru/radio/1976/ham_st/ham_st.htm
И ваще полезная ссылка
http://us3iat.qrz.ru/shems/rx/rx.htm
Тем же у кого есть трансиверы у тех ваще нет проблем.
Как известно, при АМ, на излучение информации приходится не более 33% мощности сигнала, остальное — излучение несущей т.е. 66% мощности тратится впустую, на обогрев воздуха. Это значит, что с ГУ81 в таком режиме можно получить безопасно для лампы примерно ватт 250-300.

[nes]

А что мешает подавить несущую и оставить только боковые полосы? Это будет уже DSB сигнал. При настройке подавать расбансировку чтобы получить несущую а потом убирать ее. Это делается на 4 диодах. Вот тогда резко возрастет КПД лампы. Ну а так, конечно, если будет переть ненужная несущая, которая не несет НИКАКОЙ полезной информации, то она и сожрет весь КПД лампы.

(IMG:style_emoticons/default/rolleyes.gif) Не..ну скока можна?!Ведь сто с лишним раз уже говорено-переговоренно,что зная все достинства эс-эс-би...и соответственно все недостатки АМ-не надо вести агитацию..АМ это для души,а не для проведения ЭФФЕКТИВНЫХ радиообменов.

[вертикал7]

Ну ежели АМ для души, то тады канешна, о чем речь?

[вертикал7]

Для тех, кто хочет все же АМ на ГУ81, то следует при расчете придерживаться следующего правила:
1. Вы должны знать, какое анодное напряжение вы подаете на анод лампы и мощность с лампы в антенне.
Известно, что для 1 шт. ГУ81 предельная подводимая мощность к лампе 450 +250 = 700 Вт, она предельно рассеиваемая на аноде 450 и плюс выходная мощность 250. Анод при этом будет малинового цвета, что говорит, что это и есть предел. Если же анод до белого цвета раскаляется, то это много для него, надо снижать раскачку(несущую) и соответсвенно уровень модуляции. Эту мощность превышать нельзя, иначе лампе кирдык.
Допустим мы знаем что анодное напряжение после просадки будет 1500 В на аноде вашей ГУ81. Как же теперь вычислить предельный анодный ток? Оказывается просто.
Делим предельную мощность 700 Вт на наше анодное 1500 В и получаем 0,46 А при настроенной ВКС. Это и будет максимальный ток лампы, причем он будет постоянным т.к. при симметричной модуляции показания анодного тока изменяться не должны. Если вы расстроите ВКС то на аноде будет рассетваться не 450 а все 700 и лампа быстро даст дуба. Обычно, ВКС настраивают по спаду анодного тока, который ортимально должен уменьшаться на 15-25% от максимального.
Для двух ламп предельная мощность будет 1400 Вт.Если этот провал больше 25% то это значит ВКС имеет слишком большую индуктивность катушки. Если провал тупой, меньше 15%, то катушка маловатаЮ надо увеличить витки.

[вертикал7]

У нас с вами запитана лампа, скажем ГУ81 по схеме с ОК. На аноде у нее 3000 В а на экр. сетке 800 В, смещение по упр. сетке минус 250 В., защитная сетка на корпусе. Итак, стоит такая рагатка и сияет в темноте фиолетово-голубоватым свечением. Теперь мы подаем раскачку на упр. сетку лампы. Это синусоида ВЧ, она меняется с частотой, которую задает задающий генератор. Итак поехали от нуля раскачки. Синусоида растет на сетке, вот она стала 50 В, в лампе появился небольшой анодный ток, лампа приоткрывается и шунтирует немного анодное питание на корпус. Анодное снижается и становится к примеру уже не 3000 В а всего 2900 В. Далее поднимаем раскачку и она уже 100 В, ток анода растет а напряжение анода падает, допустим оно уже 2000 В, и так далее. Приходит момент, когда раскачка 180 В а напряжение анода к примеру уже упало до 600 В. Напряжение же на экранной так и остается 800 В. В этом случае экранная уже все больше перехватывает ток лампы на себя т.к. имеет напряжение больше чем сам анод. Сколько же можно увеличивать раскачку? Оказывается не бесконечно. Для пентодов напряжение, которое осталось на аноде не должно быть менее половины напряжения экранной сетки т.е. в данном случае 400 В. Это и есть предел, иначе, экр. сетка, становясь анодом с ее напряжением 800 В уже может не выдержать нагрева, ведь она может предельно рассеивать только 120 Вт, в отличие от анода 450 Вт. Итак на аноде осталось 400 В и это предел для лампы. Эти 400 В на аноде и называют остаточным напряжением на аноде. Поскольку на упр. сетке все же синусоида, то напряжение на сетке меняется от плюса к минусу. При плюсе лампа открывается, а при минусе синусоиды она закрывается т.е. имеет макс. большое внутренее сопротивление. Потому и на аноде мы будем иметь напряжение ВЧ, которое изменяется от 3000 В до 400 В и обратно. Это и будет размах ВЧ на аноде лампы.
Почему же анодное на лампе падает при работе? Для наглядности, замените лампу мысленно на переменное сопротивление, эдак 20 кОм(один вывод к вместо анода, второй вывод на корпус, а сам движок резистора на упр. сетку) и представьте, что мы изменяем положение движка такого резистора от миним. до максим. сопротивления с частотой задающего генератора. Что будет в этом случае? В этом случае как и будет то же, что происходит с лампой. На выводе на который подано анодное, оно будет изменяться в такт изменению переменного сопротивления.
Вот примерно так.

[вертикал7]

Взгляните, как выполняется монтаж на 3-х рогатых(драйвер)
<noindex>http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?t=4911...&start=1005</noindex>
А это 2 шт ГК 71
http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?t=4911...&start=1065
Обратите внимание на схему, способ компенсации выходной емкости ламп. Это актуально, особенно, если РА для работы на 14 МГц и выше.

[вертикал7]

А вот очень интересная инфо для строителей РА на ГУ81 от EW1BA

Хочу поделиться результатами эксперимента с ГУ81М.
Собрал УМ по схеме с ОК Uэкр-900в.Раскачать больше,как и у многих,
Iа-500ма,без тока Iс1 не удавалось.Прострелы заколебапи.Вспомнил
про усилитель на 2хГК71.В нём у меня при Uэкр-750в в схеме с ОК раскачать больше Iа-500ма не удавалось.Переделал на схему ОС
с заземпёнными сетками по ВЧ и при меньшем Uэкр получил Iа-600ма
без тока упрю сетки,на этом и остановился.Раскачка 100вт.
По аналогии,решил переделать ГУ81М.Постепенно уменьшал Uэкр с
900в. дошёл до Uэкр-600в.Результат- Iа 600ма,при расстроенном
П-контуре 690ма,отсутствует ток Ic1,Iэкр-115ма,Uс1-183в,ток
покоя 50ма.Испытания провёл на 14мгц.Раскачка 100вт.
Однозначно перехожу на схему ОС.Какие я вижу достоинства:
1)Не нужно выставлять уровень раскачки для каждого диапазона,
100ваттами лампу не перекачаешь
2)Значительно упрощается стабилизатор экр. сетки.
3)Повышается надёжность усилителя.(О прострелах можно забыть,как о страшном сне)
Недостатки: Вместо 30-40-50вт раскачки нужно 100вт,но меня это не смущает.

[Rembrant]

" Вертикал"- Как же так? Недавно Сергей Пасько (ЕХ8А) -бил себя в грудь, что ГУ81М -не может стрелять при таких напряжениях? Сам люблю схему с ОС ,-но полноценную (сетки заземлены только по ВЧ). Но это исключает применение таких ламп как ГУ80 ,ГУ81 -без "М". Теория говорит ,что в схеме с ОС, почти вся мощность входа переходит в анодную цепь. Может быть поэтому у Вас прирост мощности по сравнению со схемой ОК.-?