Автоматический антенный тюнер трансивера напрочь отказывается согласоваться на вход старого доброго PA на лампе с общей сеткой. А ведь старый самодельный аппарат согласовывался и работал... Что делать? Купить еще и PA, или все же довести до ума имеющийся?.

Выравнивание Rвх PA с ОС

Автоматический тюнер как правило отказывается согласовываться на вход самодельного РА с общей сеткой. То есть процесс настройки начинается. Тюнер задумывается, чего-то щелкает-крутит, но не останавливается. Не может найти решения.

Причины этого явления и один из способов борьбы описаны в статье о входном фильтре. Но входной фильтр – штука не очень легкая в изготовлении. Нельзя ли решить задачу как-то попроще?

Посмотрим еще раз на эквивалентную схему входа РА с ОС. Слева (в упрощенной форме, без цепей смещения) дан фрагмент входа, справа - эквивалентная схема того, что "видит" TRX в нагрузке:

Динамический импеданс входа такой схемы нагрузки скачет в пределах одного периода ВЧ колебания от 1/S до очень высоких значений (а это плохо для антенного тюнера): 

То есть  в отрицательную полуволну ток течет,  в положительную - нет.

Напрашивается очевидное решение: раз для положительной полуволны у нас нет нагрузки,  значит надо ее создать.  Через диод (открывающийся на положительной, нерабочей для РА, полуволне)  подключить нагрузочный резистор величиной 1/S. Таким образом, нагрузка для трансивера будет существовать в течение всего периода: в отрицательную полуволну  нагружает вход лампы, в положительную - нагрузочный резистор.

Схема, реализующая  вышеописанное простейшее решение,  показана на следующем рисунке:

К обычной схеме входа добавляются всего две детали: диод VD1 (который отрывается на положительной полуволне) и нагрузочный резистор R1 (который и работает нагрузкой на положительной полуволне).

Достоинства:

  1. Предельная простота.
  2. Возможность работы без тюнера: если 1/S = 50 Ом (например, две ГИ-7Б в параллель) – непосредственно, если 1/S сильно отличается от 50 Ом, то через соответствующий входной ШПТ.

Недостатки:

  1. Удваивается требуемая входная мощность (вторая половина идет не в дело, а просто рассеивается в тепло на R1). Поэтому трансивер должен иметь запас по мощности.
  2. Возрастают требования по току к цепи смещения (на рисунке условно показана стабилитроном VD2), т.к через нее течет дополнительный ток через VD1 и R1.

Детали:

Диод VD1 должен выдерживать полное входное напряжение и ток на максимальной рабочей частоте. Я использовал 10 шт. КД510А включенных последовательно-параллельно (5 параллельных цепочек по 2 последовательных диода в каждой).

R1 - мощный, безындукционный, на мощность рассеивания не меньше той, что требовалась для раскачки РА до установки цепочки VD1 R1.

Для уменьшения бесполезно рассеиваемой на R1 мощности можно увеличивать номинал R1, ориентируясь на еще нормальную работу тюнера (при слишком большом R1 тюнер не сможет настроиться).

 

Кроме  входного импеданса катода, скачущего в пределах одного периода ВЧ колебания, есть еще одна причина, способная вызвать неправильную работу автоматического тюнера. 

Это переменная индуктивность катодного дросселя L1. Такое может случиться, если этот дроссель намотан на ферритовом сердечнике. Поскольку через дроссель протекает постоянный ток катода, то сердечник намагничивается, отчего изменяется его магнитная проницаемость, а, следовательно, и индуктивность.  

Если постоянный ток катода меняется (а именно это происходит при попытке настройки автоматического тюнера), то меняется и индуктивность дросселя, т.е. его реактивное сопротивление. А оно по переменному току подключено параллельно входу. Поэтому  реактивная часть входного импеданса усилителя меняется вместе с уровнем возбуждающего сигнала.  А этого тюнер понять не может: он пытался настроиться на один импеданс, а тот в процессе настройки вдруг стал другим.

Чтобы избежать этого надо:

Дроссель с ферритовым сердечником невредно проверить перед установкой в РА.  Делается так: 

  1. трансивер нагружается на эквивалент нагрузки.
  2. Проверяемый дроссель подключается параллельно эквиваленту.  
  3. Мотаем вспомогательный дроссель без сердечника с индуктивностью > 100 мкГн. 
  4. Через этот вспомогательный дроссель  от источника питания подаем постоянный ток на проверяемый дроссель.
  5. Контролируем КСВ на трансивере на всех диапазонах.
  6. Если ток подманичивания, равный катодному, ни на одном из диапазонов не приводит к сколь-нибудь заметному изменению КСВ, то дроссель хороший. 
  7. А если КСВ от тока подмагничивания дросселя ощутимо меняется, это означает заметное изменение импеданса нагрузки, и с таким дросселем вход РА с ОС не настроится антенным тюнером.

Кстати, вполне приличные катодные дроссели для КВ РА получаются при использовании шпулечных ферритовых сердечников (круглые, в сечении как буква Н) от корректирующих индуктивностей блоков строчной развертки старых (еще с кинескопом) буржуйских телевизоров. Несмотря на несерьезные размеры (высота 20...30 мм, диаметр 10...15 мм) на них получаются дроссели, работающие в полосе 1,8 ..50 МГц при токах до 1 А. Другой доступный вариант: сердечники, применяемые в дросселях на выходах компьютерных блоков питания. Индуктивность этих дросселей маловата для наших целей, поэтому их надо либо перематывать, либо включить несколько последовательно.

Bonn 10.08.2011

На главную - Main page