Мой усилитель на 4х ГУ-50
Практическая конструкция и особенности реализации данного усилителя.
Любителям конструирования, на заметку!
Практическая конструкция и особенности реализации данного усилителя.
Любителям конструирования, на заметку!
Желание собрать резервный усилитель, в качестве второго, на своей радиостанции,
зрело давно. Дело в том, что я часто использую основной свой УСМ выполненный еще в далеком
1998 году на лампах Г-811, который уже перестал меня устраивать,
прежде всего тем, что был изготовлен в корпусе, в котором стояли до того разные усилители, на разных лампах
в более ранние времена.
Корпус по внешнему виду оставляет желать много лучшего. Да и ввиду его малого размера корпуса, применение переменных конденсаторов небольшой ёмкости из за тесноты , вынудило меня в то время, вводить дополнительные переключатели, что бы была возможность в зависимости от диапазона, подкидывать недостающую ёмкость то на "горячий" конец, то на "холодный". И хотя усилитель за годы эксплуатации показал себя с превосходной стороны, все же желание его капитально перебрать, не покидало. Что бы рабочий УСМ снять со стола, нужно было что то иметь в наличии и поставить ему на замену. Кроме того, нужен был усилитель, для выезда на природу в дачный домик на берегу озера, где к сожалению, только однофазная сеть, да и то стабильность этой сети, оставляет желать лучшего…
В качестве второго, резервного усилителя, после долгих раздумываний, решил собрать классический вариант УСМ выполненный на лампах ГУ-50- "привет из далекого СССР", как я его называю. В моей жизни, в начале 90-хх, первый усилитель, который появился на моем столе, был как раз из трех ГУ-50.(Hi)
Почему именно на ГУ-50? Потому что, это на сегодня самая доступная и дешевая лампа для постройки УСМ. Наработка этих ламп, как показала практика радиолюбительской жизни, очень большая. Они выносливы, не смотря на их возраст. УСМ на ГУ-50, экономичен в целом, неприхотлив и собирается из простых и доступных деталей, а мощность, которую можно получить с усилителя, вполне достаточна, для будничной работы в эфире, учитывая к тому же и современную реальность, которая сложилась в эфире за последние 10-15 лет, где основным видом работы в эфире в наше время, стала "цифра", где собственно большая мощность уже стала по сути и не так нужна.
Время, когда люди строили большие усилители, уходит. И если вы не заядлый контестмэн, то гонять киловатты в SSB или в CW, на мой взгляд себя уже не оправдывает, потому как людей реально работающих на физическом уровне, слушающих ушами и умеющих работать на ключе, то есть - радистов, год от года становится все меньше и меньше.
Это раньше, имело смысл наращивать мощность, потому как что бы услышать слабый сигнал дальней станции, требовались хорошие антенны, победить в пай лапе, требовалась и соответственная мощность с вашей стороны. Люди слушали сами и хороший усилитель значительно повышал ваши шансы провести QSO с редким корреспондентом.
Сейчас в наше время для работы в FT-8 по всему миру, порой хватает и вовсе мощности штатного трансивера и антенны типа "веревка". Таковы времена и такова реальность.
На этом лирическое вступление я закончу и перейду непосредственно к усилителю.
Я не стану тут приводить схематехнику усилителя. Этого добра очень много выложено и без меня в интернете, обрисую лишь суть и коснусь лишь конструктивных ньюансов для людей, которые пожелают собрать усилитель сами. Возможно, это окажется для кого то полезной информаций.
Усилитель задумывался как универсальный, для возможности последующей модернизации (по необходимости), поэтому выполнен немного в непривычной форме исполнения для нашего времени. Имеет несколько большие размеры, чем обычно принято для ГУ-50. Лампы установлены вертикально. Блок панелей ламп, съемный и не связан непосредственно с самим шасси корпуса, закреплен на 6-ти винтах М5. При необходимости, может быть легко демонтирован и на это место без особого труда установлены иные лампы, например ГИ-7б (БП может обеспечить питание анодов ламп до 1500в) или ГМИ-11, или 6П45С как вариант. Выжимать все "соки" с этого УСМ, такая задача не стояла изначально. Для бОльших мощностей, есть другие лампы и другой соотвественно к этому подход.
Сам усилитель собран по классической схеме с общей сеткой (ОС) и с классическим блоком питания, с раскачкой в катод. Настроен на 6 радиолюбительских диапазонов, 80м-40м-30м-20м-15м-10м. Имеет входные диапазонные полосовые фильтры. Управление РТТ - "педаль" или внешний контакт реле, управление РТТ подачей внешнего +12в на ключевой транзистор УСМ, кнопка на передней панели, для ручного управления и контроля РТТ.
Система охлаждения на одном вентиляторе встроенного на задней панели корпуса УСМ, работающего на вытяжку теплого воздуха. Имеет два режима скорости. Режим RX, подается питание 10в, режим TX- 14в.
Вся диапазонная коммутация выполнена на основе галетного переключателя набранного в "шашлык" и состоящая из 6 галет. Две галеты в параллель, переключение отводов П-контура, одна галета добавочная под "горячую ёмкость" и одна галета под "холодный" конденсатор, остальные две галеты, ближе к задней стенке корпуса, переключают входные полосовые контура. С целью увеличения диэлектрической прочности переключателя, он полностью изолирован от корпуса шасси и установлен на изолирующих вставках из текстолита толщиной в 10мм. Все это выведено в одну ось на лицевую панель.
П-контур выполнен на основе двух переменных конденсаторов от старых бытовых радиоприемников, где "горячий", анодный конденсатор прорежен с целью увеличения рабочего зазора между пластинами. После переделки его ёмкость составила 12-135пф. Полная ёмкость "холодного" конденсатора от 17-995пф. Катушка П-контура состоит из двух частей. Диапазоны 28-21 мгц, это 6 витков проводом 4.0мм диаметром 40мм, вторая катушка выполнена на самодельном каркасе диаметром 50мм и намотана проводом 2.0мм с шагом 2,5мм, содержит 20 витков.
Дроссель анодный - 160мкгн, выполнен на текстолитовом каркасе диаметром 20мм, проводом 0.35мм. Катодный дроссель, намотка в навал, проводом 0.5мм, индуктивность составила 250мкгн. Дросселя проверены ГИРом на момент паразитных резонансов.
Блок питания.
Я не сторонник бестрансформаторных БП. И хотя сейчас в моде именно так собирать УСМ до мощности 500вт, путем утроения на основе электролитических конденсаторов, все же считаю, что классический вариант БП, пускай и сложней, тяжелей, но все же как минимум лучше подходит для усилителя имеющего возможность последующей модернизации, такую как например смена ламп на другой тип. Да и развязка от сети, что бы там не говорили, у классического БП - лучше!
Кроме того, а вы встречали когда нибудь ламповый усилитель выполненный по бестрансформаторной технологии у военных? А у известных брендовых фирм, сделанных на продажу? Я лично не видел ни одной модели. Полагаю, это не просто так. Хотя сам тип питания без применения сетевого трансформатора уже известен довольно давно, примерно с середины прошлого века. Дело в том, что радиолюбитель ничем не лимитирован и может собирать так, как сочтет нужным и из того, что имеет на руках.
Военные такого себе позволить не могут, а коммерческие фирмы, тоже не станут жертвовать своей репутацией, которая зарабатывается годами на рынке подобной техники ибо надежность и безопасность, первичны! А в ламповых конструкциях, где неизбежны высокие температуры, тем более. И это говорит о многом…
Блок питания УСМ выполнен на основе двух тороидальных трансформаторов. Накальный ТОР обеспечивает напряжение накала 13.1- 13.2 вольт со средней точкой с рабочим током до 6А при питании от сети в 230-235 вольт. Имеет вспомогательную обмотку для платы коммутации и выдает 15в/2А. Повышенный накал сделан специально из расчета на применение УСМ с напряжением в сети ниже 220вольт, например, для работы из деревни, где напряжение сети часто нестабильно, а в зимние месяцы, часто не дотягивает и до заветных даже 220 вольт. При напряжении сети в 220, накал становится в аккурат 12.6 вольта.
Анодный трансформатор, на основе кольцевого магнитопровода габаритной мощностью 650вт. Имеет Анодную обмотку с тремя отводами, под разные напряжения для питания анодов ламп. В данном усилителе на ГУ-50 сейчас задействовано два напряжения питания анодов + 900в и +1150в. Питание анода переключается на задней стенке усилителя. Максимальный ток нагрузки анодной обмотки - до 0.8А. Дополнительные обмотки - 75в/0.4А для управления лампами, обмотки коммутации - 12в/2А и 17в/2А. Трансформаторы были самостоятельно намотаны и испытаны предварительно под нагрузкой.
Усилитель имеет раздельное включение питания. Включение питания в сеть, включает накал ламп, обеспечивает питание платы коммутации всех реле и индикации, включение Анодного трансформатора осуществляется второй клавишей и происходит с задержкой в 5-6 сек. Задержка формируется на основе таймера NE555 и может быть выставлена в широких пределах по времени (по мере необходимости).
Суммарная емкость анодного выпрямителя - 120мкф, на основе 4-х конденсаторов 470мкф на 450в. Просадка анодного напряжения в режиме "максимальный сигнал" с рабочим током в 0.6А в резонансе, не более 95в.
Усилитель прошел тщательную настройку. Настройки, отображены в приведенной ниже, таблице, по диапазонам. В режиме "несущей", практически отработал 40 минут, на армейском эквиваленте не выключаясь. Нагрев анодного транформатора едва едва ощутим. Хорошая линейность сигнала, обеспечивается до тока анода в 0.6А, выше уровень раскачки, поднимать нежелательно, хотя мощность еще приростает. На эквиваленте легко отдает мощность в 400вт.
Первоначально, настройка на 28 мгц, конечно заняла некоторое время. Получить хороший КПД при наличии классической катушки в П-контуре из 8-9 витков проводом в 3.2мм, мне не удалось. Пришлось переделать на вариант, который показал наилучший результат. К тому же провод в 3.2мм, в первом случае, имел небольшой нагрев участка отвечающего за частоту 28мгц, а это потери. Хорошим решением вопроса оказалось катушка намотанная проводом 4.0мм, из 6 витков, для диапазона 28-21 мгц и довольно с большим шагом между витками. С ней удалось получить максимальную мощность на 28 мгц и сохранить приемлемый вариант элементов настройки П-контура.
Корпус.
Выполнен полностью самодельным на основе дюраля 2.0мм с креплением к раме толщиной в 6мм из алюминия, взятого от какого то фабричного прибора. Конструктивно, поделен на две части, левая, блок питания, правая, сам усилитель со всей ВКС. Все панели корпуса со всех сторон, съемные. Соединения на винтах М4, под резьбу. Применение гаек, минимально. Правая часть на передней панели УСМ, выполнена в программе ФронтДизайн 3.0. На ней нарисованы шкалы настроек, надписи. Распечатано на обычном листе бумаги, который был ламинирован. Все это укреплено на передней панели при помощи прозрачного листа из орг.стекла толщиной в 3 мм для защиты от износа. Дизайн и цвет этого участка панели, можно при желании всегда изменить, в зависимости от последующей модернизации. В корпусе УСМ размещен внешний динамик для трансивера,с переключающимся пассивным входным НЧ фильтром. Частота пропускания фильтра от 300гц до 4500 гц. Размеры 390х210х340мм. Вес усилителя 16 кг.
Этот проект закончен! На столе старый усилитель, который предстоит сделать новым. Всем удачи в конструировании!
Ниже, несколько фотографий усилителя, где наглядно видна вся конструкция.
Корпус по внешнему виду оставляет желать много лучшего. Да и ввиду его малого размера корпуса, применение переменных конденсаторов небольшой ёмкости из за тесноты , вынудило меня в то время, вводить дополнительные переключатели, что бы была возможность в зависимости от диапазона, подкидывать недостающую ёмкость то на "горячий" конец, то на "холодный". И хотя усилитель за годы эксплуатации показал себя с превосходной стороны, все же желание его капитально перебрать, не покидало. Что бы рабочий УСМ снять со стола, нужно было что то иметь в наличии и поставить ему на замену. Кроме того, нужен был усилитель, для выезда на природу в дачный домик на берегу озера, где к сожалению, только однофазная сеть, да и то стабильность этой сети, оставляет желать лучшего…
В качестве второго, резервного усилителя, после долгих раздумываний, решил собрать классический вариант УСМ выполненный на лампах ГУ-50- "привет из далекого СССР", как я его называю. В моей жизни, в начале 90-хх, первый усилитель, который появился на моем столе, был как раз из трех ГУ-50.(Hi)
Почему именно на ГУ-50? Потому что, это на сегодня самая доступная и дешевая лампа для постройки УСМ. Наработка этих ламп, как показала практика радиолюбительской жизни, очень большая. Они выносливы, не смотря на их возраст. УСМ на ГУ-50, экономичен в целом, неприхотлив и собирается из простых и доступных деталей, а мощность, которую можно получить с усилителя, вполне достаточна, для будничной работы в эфире, учитывая к тому же и современную реальность, которая сложилась в эфире за последние 10-15 лет, где основным видом работы в эфире в наше время, стала "цифра", где собственно большая мощность уже стала по сути и не так нужна.
Время, когда люди строили большие усилители, уходит. И если вы не заядлый контестмэн, то гонять киловатты в SSB или в CW, на мой взгляд себя уже не оправдывает, потому как людей реально работающих на физическом уровне, слушающих ушами и умеющих работать на ключе, то есть - радистов, год от года становится все меньше и меньше.
Это раньше, имело смысл наращивать мощность, потому как что бы услышать слабый сигнал дальней станции, требовались хорошие антенны, победить в пай лапе, требовалась и соответственная мощность с вашей стороны. Люди слушали сами и хороший усилитель значительно повышал ваши шансы провести QSO с редким корреспондентом.
Сейчас в наше время для работы в FT-8 по всему миру, порой хватает и вовсе мощности штатного трансивера и антенны типа "веревка". Таковы времена и такова реальность.
На этом лирическое вступление я закончу и перейду непосредственно к усилителю.
Я не стану тут приводить схематехнику усилителя. Этого добра очень много выложено и без меня в интернете, обрисую лишь суть и коснусь лишь конструктивных ньюансов для людей, которые пожелают собрать усилитель сами. Возможно, это окажется для кого то полезной информаций.
Усилитель задумывался как универсальный, для возможности последующей модернизации (по необходимости), поэтому выполнен немного в непривычной форме исполнения для нашего времени. Имеет несколько большие размеры, чем обычно принято для ГУ-50. Лампы установлены вертикально. Блок панелей ламп, съемный и не связан непосредственно с самим шасси корпуса, закреплен на 6-ти винтах М5. При необходимости, может быть легко демонтирован и на это место без особого труда установлены иные лампы, например ГИ-7б (БП может обеспечить питание анодов ламп до 1500в) или ГМИ-11, или 6П45С как вариант. Выжимать все "соки" с этого УСМ, такая задача не стояла изначально. Для бОльших мощностей, есть другие лампы и другой соотвественно к этому подход.
Сам усилитель собран по классической схеме с общей сеткой (ОС) и с классическим блоком питания, с раскачкой в катод. Настроен на 6 радиолюбительских диапазонов, 80м-40м-30м-20м-15м-10м. Имеет входные диапазонные полосовые фильтры. Управление РТТ - "педаль" или внешний контакт реле, управление РТТ подачей внешнего +12в на ключевой транзистор УСМ, кнопка на передней панели, для ручного управления и контроля РТТ.
Система охлаждения на одном вентиляторе встроенного на задней панели корпуса УСМ, работающего на вытяжку теплого воздуха. Имеет два режима скорости. Режим RX, подается питание 10в, режим TX- 14в.
Вся диапазонная коммутация выполнена на основе галетного переключателя набранного в "шашлык" и состоящая из 6 галет. Две галеты в параллель, переключение отводов П-контура, одна галета добавочная под "горячую ёмкость" и одна галета под "холодный" конденсатор, остальные две галеты, ближе к задней стенке корпуса, переключают входные полосовые контура. С целью увеличения диэлектрической прочности переключателя, он полностью изолирован от корпуса шасси и установлен на изолирующих вставках из текстолита толщиной в 10мм. Все это выведено в одну ось на лицевую панель.
П-контур выполнен на основе двух переменных конденсаторов от старых бытовых радиоприемников, где "горячий", анодный конденсатор прорежен с целью увеличения рабочего зазора между пластинами. После переделки его ёмкость составила 12-135пф. Полная ёмкость "холодного" конденсатора от 17-995пф. Катушка П-контура состоит из двух частей. Диапазоны 28-21 мгц, это 6 витков проводом 4.0мм диаметром 40мм, вторая катушка выполнена на самодельном каркасе диаметром 50мм и намотана проводом 2.0мм с шагом 2,5мм, содержит 20 витков.
Дроссель анодный - 160мкгн, выполнен на текстолитовом каркасе диаметром 20мм, проводом 0.35мм. Катодный дроссель, намотка в навал, проводом 0.5мм, индуктивность составила 250мкгн. Дросселя проверены ГИРом на момент паразитных резонансов.
Блок питания.
Я не сторонник бестрансформаторных БП. И хотя сейчас в моде именно так собирать УСМ до мощности 500вт, путем утроения на основе электролитических конденсаторов, все же считаю, что классический вариант БП, пускай и сложней, тяжелей, но все же как минимум лучше подходит для усилителя имеющего возможность последующей модернизации, такую как например смена ламп на другой тип. Да и развязка от сети, что бы там не говорили, у классического БП - лучше!
Кроме того, а вы встречали когда нибудь ламповый усилитель выполненный по бестрансформаторной технологии у военных? А у известных брендовых фирм, сделанных на продажу? Я лично не видел ни одной модели. Полагаю, это не просто так. Хотя сам тип питания без применения сетевого трансформатора уже известен довольно давно, примерно с середины прошлого века. Дело в том, что радиолюбитель ничем не лимитирован и может собирать так, как сочтет нужным и из того, что имеет на руках.
Военные такого себе позволить не могут, а коммерческие фирмы, тоже не станут жертвовать своей репутацией, которая зарабатывается годами на рынке подобной техники ибо надежность и безопасность, первичны! А в ламповых конструкциях, где неизбежны высокие температуры, тем более. И это говорит о многом…
Блок питания УСМ выполнен на основе двух тороидальных трансформаторов. Накальный ТОР обеспечивает напряжение накала 13.1- 13.2 вольт со средней точкой с рабочим током до 6А при питании от сети в 230-235 вольт. Имеет вспомогательную обмотку для платы коммутации и выдает 15в/2А. Повышенный накал сделан специально из расчета на применение УСМ с напряжением в сети ниже 220вольт, например, для работы из деревни, где напряжение сети часто нестабильно, а в зимние месяцы, часто не дотягивает и до заветных даже 220 вольт. При напряжении сети в 220, накал становится в аккурат 12.6 вольта.
Анодный трансформатор, на основе кольцевого магнитопровода габаритной мощностью 650вт. Имеет Анодную обмотку с тремя отводами, под разные напряжения для питания анодов ламп. В данном усилителе на ГУ-50 сейчас задействовано два напряжения питания анодов + 900в и +1150в. Питание анода переключается на задней стенке усилителя. Максимальный ток нагрузки анодной обмотки - до 0.8А. Дополнительные обмотки - 75в/0.4А для управления лампами, обмотки коммутации - 12в/2А и 17в/2А. Трансформаторы были самостоятельно намотаны и испытаны предварительно под нагрузкой.
Усилитель имеет раздельное включение питания. Включение питания в сеть, включает накал ламп, обеспечивает питание платы коммутации всех реле и индикации, включение Анодного трансформатора осуществляется второй клавишей и происходит с задержкой в 5-6 сек. Задержка формируется на основе таймера NE555 и может быть выставлена в широких пределах по времени (по мере необходимости).
Суммарная емкость анодного выпрямителя - 120мкф, на основе 4-х конденсаторов 470мкф на 450в. Просадка анодного напряжения в режиме "максимальный сигнал" с рабочим током в 0.6А в резонансе, не более 95в.
Усилитель прошел тщательную настройку. Настройки, отображены в приведенной ниже, таблице, по диапазонам. В режиме "несущей", практически отработал 40 минут, на армейском эквиваленте не выключаясь. Нагрев анодного транформатора едва едва ощутим. Хорошая линейность сигнала, обеспечивается до тока анода в 0.6А, выше уровень раскачки, поднимать нежелательно, хотя мощность еще приростает. На эквиваленте легко отдает мощность в 400вт.
Первоначально, настройка на 28 мгц, конечно заняла некоторое время. Получить хороший КПД при наличии классической катушки в П-контуре из 8-9 витков проводом в 3.2мм, мне не удалось. Пришлось переделать на вариант, который показал наилучший результат. К тому же провод в 3.2мм, в первом случае, имел небольшой нагрев участка отвечающего за частоту 28мгц, а это потери. Хорошим решением вопроса оказалось катушка намотанная проводом 4.0мм, из 6 витков, для диапазона 28-21 мгц и довольно с большим шагом между витками. С ней удалось получить максимальную мощность на 28 мгц и сохранить приемлемый вариант элементов настройки П-контура.
Корпус.
Выполнен полностью самодельным на основе дюраля 2.0мм с креплением к раме толщиной в 6мм из алюминия, взятого от какого то фабричного прибора. Конструктивно, поделен на две части, левая, блок питания, правая, сам усилитель со всей ВКС. Все панели корпуса со всех сторон, съемные. Соединения на винтах М4, под резьбу. Применение гаек, минимально. Правая часть на передней панели УСМ, выполнена в программе ФронтДизайн 3.0. На ней нарисованы шкалы настроек, надписи. Распечатано на обычном листе бумаги, который был ламинирован. Все это укреплено на передней панели при помощи прозрачного листа из орг.стекла толщиной в 3 мм для защиты от износа. Дизайн и цвет этого участка панели, можно при желании всегда изменить, в зависимости от последующей модернизации. В корпусе УСМ размещен внешний динамик для трансивера,с переключающимся пассивным входным НЧ фильтром. Частота пропускания фильтра от 300гц до 4500 гц. Размеры 390х210х340мм. Вес усилителя 16 кг.
Этот проект закончен! На столе старый усилитель, который предстоит сделать новым. Всем удачи в конструировании!
Ниже, несколько фотографий усилителя, где наглядно видна вся конструкция.
73! de EW6T
12 июня 2025г.
12 июня 2025г.