VE3KF forum

Информация о пользователе

Привет, Гость! Войдите или зарегистрируйтесь.


Вы здесь » VE3KF forum » Усилители мощности » Устранение избыточной паразитной емкости в УМ.


Устранение избыточной паразитной емкости в УМ.

Сообщений 1 страница 30 из 58

1

Часто возникает такая ситуация - в результате применения нескольких параллельных ламп в однотактных каскадах, мы получаем чрезмерную суммарную выходную емкость ламп + емкость анодного дросселя + минимальную начальную емкость ,,горячего,, КПЕ. Эта суммарная емкость оказывается по расчету больше, чем требуется по расчету для диапазонов 21 и 28 Мс. Например у нас КПЕ минимальный 50 пФ, а по расчету требуется всего 10 пФ для 28 Мс. Куда девать лишние 40 пФ на 28 Мс и к примеру 30 пФ на 21 Мс?
Как быть в этом случае?
Одним из методов - увеличить нагруженную добротность катушки ВКС к примеру с обычных 10 до 15-18, тогда ВКС с новой катушкой станет несколько не оптимальной, но зато и мин. емкость КПЕ станет больше.
И существует второй способ нейтрализовать избыточную емкость на входе ВКС - добавить реактивность с противоположным знаком к КПЕ. Это будет катушка.
На рис. изображено две схемы. Слева исходная схема со всеми паразитными емкостями анодной цепи и плюс катушка L1 параллельная КПЕ С1.
справа - схема эквивалентная, тождественная первой схеме. На ней уже нет ни одной паразитной емкости, все они нейтрализованы катушкой L1. Емкость С1 появляется на правой схеме, сразу после того, как вы увеличили КПЕ от мин. значения. Например вы ввели КПЕ на 1 пФ и сразу появилась емкость 1 пФ. Эта емкость уже разбалансирует равенство реактивок С1 и L1 и в результате появится емкость КПЕ.
Теперь пример расчета нейтрализующей катушки индуктивности.
Итак, 28 Мс, лишние 40 пФ. Вычисляем реактивное сопротивление 40 пФ для частоты 28,2 Мс. Это будет -j141 Ом.
Для нейтрализации нам понадобится катушка с реактивностью 141 Ом. Расчет, катушка с реактивкой  +j141 Ом нужна 0,8 мкГн. Весь расчет для 28,2 Мс.
Теперь, если у нас и на 21,2 Мс остаются лишней 20 пФ, то производим аналогичные вычисления, но уже для частоты 21,2 Мс. Получаем - 20 пФ это реактивка -j375 Ом. Нужна катушка с реактивкой +j375 Ом и это будет 2,82 мкГн.
На диапазонах 14 Мс и ниже, как правило уже расчетная емкость ВКС превышает паразитную емкость и поэтому доп. катушки L1 не требуется.
Вот так можно нейтрализовать излишнюю емкость на входе ВКС, мешающую нам получить оптимальную  ВКС.
Следует учесть, что ВЧ ток в какой катушке будет немалый, поэтому и проводник катушки следует применить нужного диаметра. Это еще зависит от Roe лампы. При уменьшении Roe ток через КПЕ С1 и значит и катушку L1 будет расти. Это все можно расчитать пресетой.
Конечно же, катушки должны переключаться, каждая под свой диапазон.
https://forumupload.ru/uploads/000e/73/7c/2/t683044.jpg

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

2

Такая нейтрализация паразитной емкости, позволяет заставить работать даже 3 лампы ГУ81 или 4 лампы ГУ46 на 28 Мс и т.п.
Пример расчета ВКС для 3 ламп ГУ81. Мощность примерно за 3 кВт.
Roe для 3 ламп 1046 Ом.
Паразитная емкость ламп и всего окружения, включая мин. емкость КПЕ 75 пФ
Xcc это реактивка паразитной емкости 75 пФ.
L =0,428 мкГн это нейтрализующая катушка.
Dпр - диаметр провода катушки. Забыл переключить мощность на 3500 Вт, поэтому расчет провода плд 1000 Вт.
А под 3500 Вт провод следует выбрать 5,1 мм, трубка медная.
КПЕ для 28 Мс 54 пФ т.е. следует увеличить емкость КПЕ от минимальной на 54 пФ...
https://forumupload.ru/uploads/000e/73/7c/2/t949734.jpg

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

3

Такая схема будет с нейтрализующей катушкой. Для большинства случаев достаточно катушки только для диапазона 28 Мс. Значительно реже и для 21 Мс.  Ниже точно не требуется.
Таким принципом можно заставить работать на 28 Мс даже 4 и более ламп ГУ81 и ГК71 у которых выходная емкость очень большая, по 20 пФ на лампу.
Индуктивность конечно приведена для примера.
https://forumupload.ru/uploads/000e/73/7c/2/t618722.jpg

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

4

Приведу пример расчета ВКС для 7 ламп ГУ81. Даже 7 ламп в параллель будут работать нормально, без нейтрализации проходной емкости на 28 Мс, самовозбуда не будет т.к. проходная емкость 0,1 пФ на лампу для 7 ламп будет всего 0,7 пФ, что еще недостаточно для самовозбуждения на 28 Мс.
7 ламп ГУ81 будут иметь суммарную паразитную емкость в анодной цепи примерно 205 пФ.
Roe будет низким, всего 447 Ом.
Каждая лампа под 3100 В анодного и мощность в нагрузке, до ВКС,  1250 Вт.
На скрине показаны все данные расчета ВКС.
Сpar=205 пФ
Rg=447 Ом.
Для того, чтобы нейтрализовать, убрать Сpar=205 пФ, что составляет Xcc=-j27 Ом, нужна индуктивность, включенная параллельно С1 на схеме и равная L=0.157 мкГн.
Ток ВЧ в такой катушке и при нашей суммарной мощности 8750 Вт будет I=44,244/2 = 22,122 А. Катушку следует намотать проводником диаметром 10,3 мм, медная трубка. В этом случае, температура проводника будет превышать внутреннюю температуру в УМ на 40 град. Например внутри УМ у нас 35 град, тогда температура катушки будет 35+40=75 град. Это нормально для медной трубки.
Тогда, начальная емкость горячего КПЕ для 28 Мс  с подключенной катушкой будет С11=98 пФ.
https://forumupload.ru/uploads/000e/73/7c/2/t935071.jpg
Для 21 Мс расчет не привожу, скажу лишь, что катушка параллельно С1 потребуется индуктивностью 0,278 мкГн и проводом 9,5 мм или примерно таким же, как для 28 Мс.
Тогда, начальная емкость горячего КПЕ для 21 Мс  с подключенной катушкой будет С11=157 пФ.
На 14 и ниже катушка вообще не требуется.
И при этом, ВКС всегда остается оптимальной, с максимальным КПД.
А вот такой же УМ на ГК71 уже не пройдет и не потому что невозможно нейтрализовать паразитную емкость ламп, а потому, что проходная емкость ГК71 в полтора раза выше, ем у ГУ81, поэтому 7 ламп ГК71 возбудятся на 28 Мс 100%. Именно поэтому это ГК, а не ГУ.

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

5

Alex_VE3KF написал(а):

Ток ВЧ в такой катушке и при нашей суммарной мощности 8750 Вт будет I=44,244/2 = 22,122 А.

Хороший усилитель получится. Но дуть придётся турбинкой как керамику.

Подпись автора

RN7T ex UA6GV, RA6FOA

6

Евгений написал(а):

Хороший усилитель получится. Но дуть придётся турбинкой как керамику.

Конечно, УМ такой мощности, будет потреблять 10 кВт легко, на анодах суммарно выделится примерно 3,5 кВт тепла, да еще накал выделит 850 Вт тепла. ВКС выделит примерно 400 Вт. Итого в сумме тепло будет примерно 4,8 кВт. Чтобы с такой мощностью тепла справиться, нужно серьезное охлаждение.
То же самое можно сделать на ГУ46.

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

7

Катушка 0,157 мкГн получается небольшая совсем. Диаметр намотки 5 см, 2 витка, трубка 10 мм и шаг тоже 10 мм. Высота катушки всего 4 см.

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

8

Рассчитайте, пожалуйста компенсирующие катушки для усилителя  8хГУ50 для частот 28,6мГц, 24,94мГц, 21,2мгц и 18,12мГц. Анодно напряжение  - учетверение сети (1100в под нагрузкой)

9

romik1977 написал(а):

Рассчитайте, пожалуйста компенсирующие катушки для усилителя  8хГУ50 для частот 28,6мГц, 24,94мГц, 21,2мгц и 18,12мГц. Анодно напряжение  - учетверение сети (1100в под нагрузкой)

Хороший пример для расчета.
Вы забыли указать минимальную емкость КПЕ у анодов. Я её принял за 10 пФ, но если она больше, то без проблем пересчитаю. Итак, для 8 ламп ГУ-50 и диапазона 28,6 Мс:
Мощность я взял 730 Вт, Анодное 1100 В, ток анодов в резонансе 0,77 А, расстроенный ток больше на 15-20%:
Согласно расчетам, получаеется, что катушка нейтрализации емкости ламп, включенная параллельно С1 для 28,6 Мс, получается 0,31 мкГн и провод катушки мин. 2,3 мм диаметром.
По ней пройдет ВЧ ток вдвое меньше, чем Ic1 т.е. 5,2 А.
Ток катушки ВКС 8,5 А, поэтому провод должен быть минимум примерно таким же.
КПЕ в резонансе на 28,6 Мс будет 10 пФ т.е. мин. емкость. На более низкой частоте емкость КПЕ должна быть увеличена.
Индуктивность анодного дросселя лучше сделать 15-20 мкГн.
У каждой лампы персональный резистор в сеточной цепи 2 Вт/1200 Ом.
Мощность раскачки для 8 ламп примерно 11-12 Вт.
Ток покоя суммарный 0,22-0,24 А
Все схемы подключения катушек, как в посте 3.

https://forumupload.ru/uploads/000e/73/7c/2/t765405.jpg

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

10

Для 24,96 Мс.
Согласно расчетам, получаеется, что катушка нейтрализации емкости ламп, включенная параллельно С1 для 24,96 Мс, получается 0,407 мкГн и провод катушки мин. 2,3 мм диаметром.
По ней пройдет ВЧ ток вдвое меньше, чем Ic1 т.е. 5,2 А.
Ток катушки ВКС 8,5 А, поэтому провод должен быть минимум примерно таким же.
КПЕ в резонансе на 24,66 Мс будет 10 пФ т.е. мин. емкость. На более низкой частоте емкость КПЕ должна быть увеличена.
https://forumupload.ru/uploads/000e/73/7c/2/t736157.jpg

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

11

Для 21,2 Мс
Согласно расчетам, получаеется, что катушка нейтрализации емкости ламп, включенная параллельно С1 для 24,96 Мс, получается 0,56 мкГн и провод катушки мин. 2,3 мм диаметром.
По ней пройдет ВЧ ток вдвое меньше, чем Ic1 т.е. 5,2 А.
Ток катушки ВКС 8,5 А, поэтому провод должен быть минимум примерно таким же.
КПЕ в резонансе на 21,2 Мс будет 10 пФ т.е. мин. емкость. На более низкой частоте емкость КПЕ должна быть увеличена.
https://forumupload.ru/uploads/000e/73/7c/2/t863789.jpg

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

12

Для 18,12 Мс.
Катушка нейтрализации не требуется. Емкость КПЕ будет примерно 13,5 пФ
Индуктивность катушки ВКС 0,91 мкГн. Ток катушки 8,5 А. Провод для катушки ВКС 2,1 мм.
https://forumupload.ru/uploads/000e/73/7c/2/t981209.jpg

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

13

Спасибо! Да, действительно забыл указать некоторые важные данные. Минимальная емкость КПЕ у анода действительно около 10пф - точнее 12пф. Питание - последовательное (не хочется заморачиваться с дросселем). Схема УМ с ОС. ЕСли не трудно сделайте уточнения. И какая необходимая мощность для раскачки для 8 ламп с ОС? Ну и если совсем уж обнаглеть, то данные П-контуров по входу для этого случая?
Чуть не забыл - настройка. Подгонять индуктивность этой катушки нужно на максимальной используемой частоте при минимальной установленной емкости КПЕ? Например сжатием-растяжением? Или Нужно несколько переключаемых катушек на один диапазон? Например: для 28,1мГц, для 28,5мГц, для 29,5мГц?

Отредактировано romik1977 (2020-09-08 02:06:25)

14

romik1977 написал(а):

Схема УМ с ОС.

В этом случае раскачка нужна будет примерно 70 Вт.
На 1 и 2 сетки ламп следует подать свои напряжения.
Входное сопротивление УМ будет примерно 27 Ом.

romik1977 написал(а):

Подгонять индуктивность этой катушки нужно на максимальной используемой частоте при минимальной установленной емкости КПЕ? Например сжатием-растяжением? Или Нужно несколько переключаемых катушек на один диапазон? Например: для 28,1мГц, для 28,5мГц, для 29,5мГц?

Нет, этого делать не требуется. Одна катушка на свой диапазон думаю будет достаточно.
Входные контура с посчитаю.

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

15

Входные контура.
https://forumupload.ru/uploads/000e/73/7c/2/t285792.jpg
https://forumupload.ru/uploads/000e/73/7c/2/t155303.jpg
https://forumupload.ru/uploads/000e/73/7c/2/t201346.jpg
https://forumupload.ru/uploads/000e/73/7c/2/t483644.jpg

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

16

АЛександр, а диапазоны 1,8мГц, 3,6мГц, 7,1мГц, 10,05мГц, 14мГц  тоже возможно?

А использовать включение ламп с гальванической связью всех сеток с общим проводом совсем нельзя? Или от этого только увеличивается необходимая мощность раскачки?

Отредактировано romik1977 (2020-09-08 11:25:41)

17

romik1977 написал(а):

АЛександр, а диапазоны 1,8мГц, 3,6мГц, 7,1мГц, 10,05мГц, 14мГц  тоже возможно?

На этих диапазонах в данном случае не требуется применение нейтрализующей катушки. Начиная с 14 Мс и ниже такая катушка не требуется.

romik1977 написал(а):

А использовать включение ламп с гальванической связью всех сеток с общим проводом совсем нельзя?

Можно, но опасность повреждения 1-х сеток ламп очень высокая. Поэтому и применяют смещение для 1-х сеток.
Подача еще и экранного напряжения 250 В на экранные сетки разгружает сетки ламп.
Поэтому я бы не рекомендовал вообще использовать ОС. Выгоды нет никакой.

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

18

Я имел ввиду расчет входных П-контуров для этих диапазонов

19

https://forumupload.ru/uploads/000e/73/7c/2/t382596.jpg
https://forumupload.ru/uploads/000e/73/7c/2/t331521.jpg
https://forumupload.ru/uploads/000e/73/7c/2/t80412.jpg
https://forumupload.ru/uploads/000e/73/7c/2/t374359.jpg
https://forumupload.ru/uploads/000e/73/7c/2/t509827.jpg

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

20

Спасибо. Теперь нужно в другую тему о бестрансформаторных блоках питания.

21

Тогда сюда   РА на ГУ-50, БТР

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

22

И еще хотелось бы почитать о применении трансформаторов от микроволновок. У Вас есть такая тема?

23

romik1977 написал(а):

У Вас есть такая тема?

Нет.

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

24

Нейтрализовать избыточную выходную емкость ламп можно любую, но с увеличением кол-ва параллельных ламп, увеличивается суммарная проходная емкость анод - 1-я сетка. Эта емкость вредна, причем это усугубляется с ростом частоты, диапазона и приводит к самовозбуждению УМ. Подробнее можно ознакомиться в этой теме 
Нейтрализация проходной емкости тетродов.
Для ГУ-50, проходная емкость 1-й лампы равна 0,1 пФ. Для 8 ламп это 0,8 пФ.
Критической емкостью можно считать для 28 Мс примерно 1-1,5 пФ. Если суммарно эта емкость превышает это значение, например включены не 8 ламп ГУ-50, а 10-15 ламп, то в этом случае уже потребуется нейтрализация проходной емкости. Это подача небольшой части  ВЧ с анодов на сетки ламп. Обычно это делается через параллельные контура на входе.
Для диапазона 21 Мс, к примеру, макс. кол-во ламп может быть 13-17 шт. и т.д.

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

25

АЛександр, спасибо за расчеты и обьяснения. Всё готовлю к постройке этого УМ. Все Ваши расчеты собираю и изучаю. Если есть возможность и время Вы не могли бы посчитать выходной каскад на 8 лампах ГУ50 с учетом нейтрализующих катушек там, где это нужно? Данные всё те же: анодное - учетверение сети, экранное - какое Вы посчитаете, начальная емкость КПЕ 12пф, напряжение накала - 13,5-14в. С подачей всех напряжений на лампу. Если необходимо - давайте перенесем это в отдельную тему.

26

romik1977 написал(а):

Если необходимо - давайте перенесем это в отдельную тему.

Ссылка в посте 21

Подпись автора

73!
Александр, VE3KF, TO3T ex VA3QP, VE3XAX, VA3TTT.
Мой Ютуб канал:    https://www.youtube.com/@Contester7/videos   На продажу имеются 2 мои книги - по антеннам и по УМ.

27

Друзья , Есть такой вопрос . Никому-ли не приходилось  на практике   производить  нейтрализацию  проходной емкости  ламп  В усилителе Америтрон AL-811h ???  В исходнике --  усилитель  исправно работает. Возникла необходимость  заменить родные лампы  на  572B. Вопрос такого порядка.  Нужно ли  корректировать  нейтрализацию  рег.пластиной   ,если после смены  ламп  не будет "возбуда"  ????? При всём при том  --если  корректировка   ВООБЩЕ   нужна ???если всё нормально...По большому счету  нужнО   понятие---что куда  подать  и что  где смотреть  при этом....если конечно потребуется  такая процедура.

28

Геннадий1 написал(а):

Вопрос такого порядка.  Нужно ли  корректировать  нейтрализацию  рег.пластиной   ,если после смены  ламп  не будет "возбуда"  ?????

Если возбуда не будет, то и трогать ничего не надо. Я менял лампы 811А на 572В и все работало стабильно.

29

Спасибо за ответ. Кратко  и ясно.  Но  как  часто говорят---решай проблемы по мере поступления. Чем и будем руководствоваться. Хотя всегда хочется  быть  готовым к различным  возможным   неприятностям.

30

Очень давно, лет 15 назад по какой то причине отключил устройство нейтрализации в своем AL-811H, все работает нормально и без него.


Вы здесь » VE3KF forum » Усилители мощности » Устранение избыточной паразитной емкости в УМ.


Создать форум.