Основные определения Радиотехника — теория Диапазоны радиочастот Типовые документы
Процесс легализации Структура организации Передающий комплекс Команда и контакты
Зачем это нужно Клубы и радиокружки Студийный комплекс Вопросы и ответы
Мероприятия Полезные ссылки Программы вещания Форум и общение

Анодный дроссель выходного каскада маломощного радиовещательного АМ передатчика.

Ну, люблю я радиолампы...
Сергей Комаров (UA3ALW)

При работе выходных каскадов передатчиков с параллельной схемой включения контура и подачи питания в анодной цепи часто бывает, что анодные дроссели греются и горят. Конструкций анодных дросселей опубликованы десятки, но ни в одной статье нет четких рекомендаций по проектированию дросселей для передатчиков с АЭМ диапазона 200 м. Поскольку радиовещательные передатчики работают непрерывно многими часами, не выключаясь, проектирование надежного анодного дросселя – актуальная задача.

Часть 1. Коструктивные аспекты проектирования. Формула оптимального дросселя.

Анодный дроссель в схеме параллельного питания выходного каскада передатчика (Рис. 1) служит для подачи питающего напряжения на анод лампы и одновременно с этим он не должен пропускать через себя переменную составляющую анодного тока, назад, в источник Еа, которая должна поступать в выходную колебательную систему. Однако, ничего идеального не бывает, и анодный дроссель не может иметь нулевое сопротивление на постоянном токе и бесконечно большое на переменном рабочей частоты. И переменный ток в дроссель таки-течет.

Рис.1

К анодному дросселю предъявляется много противоречивых требований, которые в этой статье мы разберем и по возможности удовлетворим. Не забудем и про конденсаторы Сб и Ср, режимы и номиналы которых зависят как от параметров анодной цепи, так и от выбора дросселя.

- С точки зрения минимизации ответвления в дроссель переменной составляющей анодного тока, дроссель должен иметь как можно большую индуктивность, что влечет за собой большое число витков на большем диаметре. Однако, при этом растет межвитковая паразитная емкость и активное сопротивление провода обмотки.

- С точки зрения получения максимальной добротности (минимизация ВЧ потерь) дроссель должен быть однослойным и большого диаметра. Известно даже соотношение для получения максимальной индуктивности при минимальной длине провода: длина намотки в 2,5 раза меньше ее диаметра. То есть, он должен представлять собой толстую и весьма короткую катушку.

- С точки зрения минимизации паразитной емкости и увеличения пробивного напряжения, дроссель должен быть намотан на очень длинном каркасе минимального диаметра с большим шагом намотки или, наоборот, в виде очень короткой, толщиной в один виток, многослойной катушки – в виде блина.

- С точки зрения уменьшения потерь на вихревые токи, однослойный дроссель должен быть намотан проводом не толще 0,6 мм (оптимально – 0,3 … 0,6). При диаметре менее 0,3 мм плавно растет активное сопротивление, и увеличиваются тепловые потери, а при диаметре более 0,6 мм довольно резко возрастают потери на вихревые токи. При многослойной намотке оптимальный диаметр провода лежит в пределах 0,2 … 0,35 мм. При более толстых проводах потери на вихревые токи увеличиваются настолько, что общее сопротивление катушки резко увеличивается и добротность быстро падает. При использовании литцендрата сечение провода по сравнению с одножильным, может быть увеличено, поскольку жилки тонкие и потери на вихревые токи не значительны. В пределе, для многослойных дросселей мощных передатчиков ДВ диапазона (153 … 283 кГц) можно рекомендовать литцендрат с диаметром жилок до 0,25 мм.

- С точки зрения уменьшения ВЧ потерь за счет поверхностного эффекта (на частотах до 3 МГц), дроссель должен быть намотан литцендратом с диаметром одной жилки не более 0,1 мм.

- С точки зрения минимизации вытеснения тока из сечения провода за счет магнитного поля, создаваемого соседними витками, дроссель надо мотать с шагом не менее, чем два диаметра провода, а при многослойной намотке делать расстояние между слоями, равное диаметру провода. Впрочем, при перекрещивании витков в соседних слоях, этот эффект значительно ослабляется и здесь нам поможет намотка «Универсаль».

- Когда в дросселе много витков размещенных во многих слоях, растет его межвитковая и межслойная емкость, дроссель перестает работать как индуктивность и начинает проводить через себя емкостные токи, что приводит к снижению его эквивалентного сопротивления и увеличению ответвления в него переменной составляющей анодного тока. Таким образом, для выполнения своих фильтрующих функций дроссель должен работать на частотах ниже собственного резонанса.

- Каркас дросселя должен быть весьма жестким и одновременно с минимальным количеством постороннего материала в магнитном поле (трубка с тонкими стенками или отдельные ребра).

С падением напряжения и потерями мощности на сопротивлении обмотки, как следствие, с диаметром намоточного провода, инженеры разобрались давно, еще когда в позапрошлом веке проектировали первые трансформаторы. Из радиолюбительских справочников 50-х годов прошлого века известна формула выбора оптимального значения диаметра медного намоточного провода d (мм) = 0,02 √ I (мА), чтосоответствует плотности тока в проводе 3,18 А/мм2, и практически все производимые трансформаторы для наземной аппаратуры (в том числе ТАН, ТН, ТА и ТПП) посчитаны именно по ней. Но поскольку в трансформаторах теплоотвод от провода затруднен (витки расположены внутри толстой обмотки, изолированной послойно и снаружи электро- и теплоизоляционными материалами), а в дросселях витки располагаются открыто, обмотки тонкие и конвекционный теплоотвод от них гораздо лучше, то можно допустить плотность тока в обмотке до 4 А/мм2, а иногда и до 4,5. Поэтому 10% перегрузка дросселя по току (относительно расчетного значения 4 А/мм2) вполне допустима.

Большую индуктивность при минимальной длине провода можно получить, используя многослойную намотку. Чем кучнее расположены витки, тем, при той же длине провода индуктивность будет больше за счет взаимоиндукции. Для уменьшения межвитковой емкости используем многосекционную намотку типа «Универсаль».

Диаметр каркаса дросселя возьмем в несколько раз меньшим (в 3…4), чем диаметр катушки колебательного контура, поскольку от диаметра индуктивность и активное сопротивление зависят линейно, от числа же витков сопротивление зависит линейно, а индуктивность – квадратично. Исходя из этого, для достижения нужной индуктивности, будем перекрестно мотать много витков на относительно небольшом диаметре. Помимо этого, негативное влияние межвитковой емкости при малой длине витка скажется на более высокой частоте. Но при малом диаметре намотки у катушки получается малая добротность (Q = Хдр / rпот), - растут ВЧ потери в дросселе. Однако, все противоречивые требования удается удовлетворить.

Окончательная формула оптимального средневолнового ВЧ дросселя: Много витков на относительно небольшом диаметре: узкими секциями с намоткой «Универсаль», на малом расстоянии друг от друга и с большим числом секций! Горячий конец дросселя – в начале намотки. Увеличение диаметра каркаса дает увеличение добротности Q (снижение потерь), поэтому для разных уровней мощности передатчиков потребуются дроссели разного диаметра.

Для примера, фотография дросселя УШ4.775.000 индуктивностью 5000 мкГ промышленного лампового (ГУ-81М) средневолнового морского передатчика «Волхов-М» выходной мощностью 300 Вт (АМ, CW) диапазона частот 400 – 535 кГц (горячий конец – слева, крепеж - справа) Фото 1:

Фото 1

Диаметр каркаса дросселя 30 мм, длина 104 мм, ширина секции 6 мм, расстояние между секциями 3 мм, число секций – 7, общая длина намотки дросселя 60 мм, толщина намотки 2,5 мм, провод ПЭЛШКО 0,25 мм, число витков в одной секции 89. Диаметр контурного вариометра, с которым дроссель работает «в паре», - 100 мм. Добротность дросселя 55 на частоте 460 кГц. Емкость блокировочного конденсатора с холодного конца дросселя 3900 пФ (КСО-13).

Теперь о переменной составляющей тока через дроссель. Именно она определяет реактивную мощность дросселя.

Чем меньше мощность передатчика, то есть, при относительно высоких «ламповых» напряжениях анодного питания меньше переменная составляющая тока анода, тем больше Ra. Соответственно, необходим дроссель с большим Хдр, большой индуктивностью, с большим числом витков, намотанный тонким проводом, имеющий из-за этого большое активное сопротивление, большую межвитковую паразитную емкость и, как следствие, низкую частоту собственного резонанса и низкую добротность. То есть, при малых мощностях лампового передатчика (менее 1 … 3 Вт) из-за дросселя возникают сложности с реализацией параллельной схемы анодного питания. Именно поэтому в связных радиостанциях малой мощности с батарейным питанием, как правило, используется последовательная схема питания (Рис. 2).

Рис.2

И в нашем случае это также будет оптимальным решением. Однако, никто не запрещает свободу творчества и если Вам все-таки хочется применить параллельную схему в передатчиках мощностью 2 … 5 Вт, то возможны два выхода. Первый – наиболее предпочтительный, это, все-таки, отказаться от дросселя (настаиваю) и перейти к последовательной схеме питания[1] анодной цепи выходного каскада, пустив переменную и постоянную составляющие анодного тока через контурную катушку. Второй – поскольку мощность передатчика и ток анода малы, выбрать индуктивность дросселя, при которой Хдр почти сравняется сRa. – При малой мощности и питании от электросети, КПД передатчика не очень важен и с активными потерями в дросселе можно мириться. – Даже при добротности дросселя Q = 10 (ну, уж, ниже некуда), КПД передатчика из-за потерь в дросселе снизится лишь на 7% (потери – половина от 1/Q, поскольку через дроссель течет 0,707 переменной составляющей анодного тока). Ну, и, 150 мВт (5% от 3 Вт) никак не перегреют дроссель.

При индуктивном сопротивлении дросселя равном эквивалентному сопротивлению нагрузки в анодной цепи Ra, переменная составляющая анодного тока поделится поровну между контуром и дросселем и составит 1 / √2 = 0,707 от переменной составляющей тока анода. Уход тока анода в дроссель вовсе не страшен, поскольку в следующий полупериод его индуктивность отдаст назад запасенную энергию, правда за вычетом собственных потерь. Подключенная же к аноду индуктивность легко компенсируется увеличением анодной емкости П-контура. Для маломощных каскадов это вполне приемлемо, но столь значительное влияние дросселя на колебательную систему (фактически индуктивность дросселя на 50% входит в колебательный контур) накладывает на него дополнительные требования по стабильности параметров (паразитные емкости, собственная индуктивность). В маломощных передатчиках все-таки желательно выбрать индуктивное сопротивление дросселя Хдр хотя бы на 30% больше Ra, чтобы реактивная часть анодного тока, уходящая в дроссель, была бы заведомо меньше тока, уходящего в контур. Обозначим коэффициент превышения Хдр над Ra буквой k. Далее, при увеличении мощности передатчика и соответственном уменьшении его Ra, соотношение k = Хдр / Ra следует повышать, чтобы доля переменной составляющей тока анода ответвляющаяся в дроссель сокращалась.

С точки зрения потерь энергии в самом дросселе и его разогрева, переменная составляющая тока дросселя 1 имеет определяющее значение. С учетом относительно большого соотношения между индуктивным и активным сопротивлениями катушки дросселя на рабочей частоте, модуль его полного сопротивления будет приблизительно равен индуктивному сопротивлению, и 1 определяется как отношение переменной составляющей анодного напряжения к индуктивному сопротивлению дросселя: 1 = Ua / Хдр.

Потери в дросселе на переменном токе Pд1 = I2д1 Хдр / Q = (Ea – Eamin)2 / (kRaQ).

Положив, к примеру, мощность передатчика 5 Вт и Хдр = 1,3 Ra, при Ea = 250 В; Eamin = 60 В (узнается лампа 6П1П или 6П6С); при добротности дросселя 30, потери в нем составят:

Pд1 = U2a / (kRaQ) = 1902/(1,3 х 3610 х 30) = 0,256 Вт; при Q = 15 они удвоятся, но все равно полватта дроссель не перегреют.

Поэтому в передатчиках с мощностью в районе 5 Вт так и поступаем: Хдр = 1,3 Ra. Однако, как предпочтительный вариант для мощностей передатчика в единицы ватт и менее, помним про последовательную схему анодной цепи (Рис. 2) – настаиваю в третий раз!

С увеличением мощности передатчика растут напряжения, токи и потери в дросселе и падает требуемая индуктивность. К примеру, на мощности в 25 Вт, реактивная мощность дросселя в 15 Вт и потери около 2 Вт, при Q = 15, уже вызовет сложности его реализации. Поэтому переменная составляющая тока анода, ответвляющаяся в дроссель должна быть меньше, а его индуктивное сопротивление, соответственно, больше. При соотношении сопротивлений Хдр = 2,5 Ra, реактивная мощность дросселя составит 16% от выходной мощности передатчика, что по абсолютному значению мощности потерь напоминает предыдущий случай. Потери малы. Годится.

При мощностях передатчика в 100 Вт, шестая часть мощности уже существенна и потери могут оказаться ощутимы. Увеличив соотношение сопротивлений до Хдр = 5Ra, реактивная мощность дросселя уменьшится, а потери останутся прежними, 0,5 … 1 Вт в зависимости от добротности дросселя. Имеются ввиду наиболее частые значения добротности дросселя 15 … 30.

При мощностях в 400 – 500 Вт и выше желательно, чтобы активная мощность, рассеиваемая на дросселе, не превышала бы первых единиц ватт, соответственно, реактивная, не была бы больше сотни. Соотношение Хдр = 7 Ra, позволяет реализовать это условие.

Если же Вы считаете допустимым нагрев дросселя при работе передатчика (например, в широкополосных связных радиостанциях, не предназначенных для длительной работы на передачу), то возможно снижение k до значения, при котором потери в дросселе не превысят заданную Вами норму и, как следствие, температуру перегрева дросселя.

В литературе [6] известно соотношение для анодных дросселей передатчиков: отношение площади боковой поверхности однослойной намотки к мощности рассеяния должно быть приблизительно 20 см2/Вт. При меньшем значении дроссель будет перегреваться, при большем – не рационально выбран каркас слишком большого диаметра. Поскольку поперечное сечение каждой секции дросселя с намоткой «Универсаль» относительно невелико, обмотка разбита на секции, которые отнесены друг от друга и между ними имеет место конвекционное охлаждение, вполне допустимо ориентироваться на приведенное соотношение.

Площадь боковой поверхности дросселя УШ4.775.000 составляет:

Sбок = π Nс [(D2в - D2к) / 2 + Dв lс] = 7 π [(3,52 - 32) / 2 + 3,5 х 0,6] = 81,9 см2;

где, Nc – число секций; Dв – внешний диаметр намотки секции; Dк – диаметр каркаса; lс – ширина секции. Учитывая, что каждые 20 см2 боковой поверхности обмотки могут рассеять 1 Вт, допустимая мощность рассеяния на этом дросселе составит 4 Вт.

Чем мощнее передатчик и чем дольше он работает на передачу в штатном режиме (особенно это актуально для радиовещательных передатчиков), тем тщательнее надо проектировать дроссель в его анодной цепи, и выбирать каркас большего диаметра, чтобы обеспечить высокую добротность, либо (на частотах до 2,5 … 3 МГц) использовать для намотки литцендрат.

Выбирать же Хдр в 10 – 20 раз больше на рабочей частоте, чем Ra крайне не желательно, как это рекомендуют некоторые авторы; дроссель для них-теоретиков, – идеальная катушка с нулевой собственной емкостью и бесконечной индуктивностью (вот откуда появилось поверье, что переменный ток в дроссель не течет). Беда большого соотношения между Хдр и Ra в том, что с увеличением индуктивности дросселя растет его число витков и суммарная межвитковая паразитная емкость. И при индуктивном сопротивлении в 10 раз превышающем Ra на рабочей частоте, велика вероятность, что ток через паразитную емкость дросселя сравняется с током через его индуктивность. Это явление называется резонанс. Контурный ток при резонансе превышает ВЧ ток, ответвляющийся в дроссель, в Q раз. Но поскольку при резонансе в Q раз возрастает и эквивалентное сопротивление дросселя (как параллельного колебательного контура), и, соответственно, во столько же раз падает ток, ответвляющийся в дроссель, то ничего страшного не происходит. Но на частотах выше резонанса реактивное сопротивление дросселя принимает емкостной характер, и он теряет свои фильтрующие свойства. Поэтому превышение индуктивного сопротивления дросселя над Ra должно быть минимально достаточным для уменьшения потерь - раз, и рабочая частота дросселя должна быть ниже частоты его параллельного резонанса - два.

Индуктивное сопротивление анодного дросселя на нижней рабочей частоте диапазона должно быть приблизительно в оговоренное выше k раз больше, чем эквивалентное сопротивление нагрузки в анодной цепи Ra, при которой выходной каскад передатчика выдает заданную мощность. Точность значения Хдр в пределах ± 12…15% вполне допустима при проектировании одночастотного передатчика, а вот при работе в полосе частот, надо уже укладываться в более жесткие допуски, поскольку у реальных дросселей соотношение верхней и нижней рабочих частот редко бывает более 1,5. Поэтому перед тем, как проектировать анодный дроссель, надо рассчитать сопротивление Ra. Поскольку ряд выходных мощностей передатчиков задан Техническими требованиями[2], а номенклатура рекомендуемых радиоламп для маломощных передатчиков конечна, можно составить следующую таблицу:

Таблица 1.

Pнес

Выходная лампа

Еанес

Еаmin

Ra

k

1

Ia0

Iдр

d

Lдр

Pд1*

1

2

2 х 1П24Б**

150

40

3025

1,2

21

24

32

0,1

398

0,21

2

5

2 х 6П6С, 6П1П

250

60

3610

1,3

29

35

45

0,12

515

0,48

3

7

2 х 6П30Б

250

40

3150

1,4

34

44

56

0,14

484

0,63

4

10

2 х 6П43П, 6П18П

300

50

3125

1,6

35

53

64

0,15

549

0,78

5

25

2 х 6П37Н, 6П41С

350

50

1800

2,5

47

111

121

0,2

494

0,91

6

2 х 6П3С

400

60

2312

2,5

42

98

107

0,19

635

0,91

7

50

2 х 6П37Н, 6П44С

450

50

1600

3,5

51

166

174

0,24

615

0,95

8

2 х 6П7С

500

80

1764

3,5

48

158

165

0,23

678

0,95

9

100

4 х 6П37Н

450

50

800/3200

5

71

332

340

0,33

439

1,33

10

2 х 6П45С

450

50

800

5

71

332

340

0,33

439

1,33

11

2 х Г-807

750

60

2380

5

41

192

196

0,25

1307

1,33

12

2 х ГУ-50

800

120

2312

5

42

195

199

0,25

1270

1,33

13

250

4 х 6П45С

450

50

320/1280

6

147

830

843

0,53

211

2,08

14

2 х ГС-36Б

1000

350

845

6

91

511

519

0,41

557

2,08

15

500

4 х ГС-36Б

1000

350

423/1692

7

155

1021

1033

0,58

325

3,57

16

2 х ГУ-74Б

1000

300

490

7

144

948

959

0,56

377

3,57

Примечания: Мощность в ваттах, напряжения в вольтах, токи в миллиамперах, сопротивления в омах, диаметр провода в миллиметрах, индуктивность в микрогенри. Анодные напряжения приведены с учетом того, что лампы работают в импульсном режиме и напряжение Еанес присутствует на аноде запертой радиолампы; на аноде открытой радиолампы присутствует напряжение Еаmin. Через дробь даны значения Ra между анодами ламп в двухтактной схеме. Множители 2 х, 4 х показывают сколько радиоламп работают в выходном каскаде передатчика под управлением многофазного синтезатора.

* Потери в дросселе на ВЧ рассчитаны: для строчек 1…4 при Q = 16; для строчек 5 и 6 при Q = 22; для строчек 7…12 при Q = 30; для строчек 13…16 при Q = 40. ** Радиолампа 1П24Б предназначена для носимых портативных передатчиков с батарейным питанием.

Расчетные соотношения для значений, приведенных в таблице, справедливы для граничного режима классов В и С, а также для импульсного режима классовD иFinv:

1. Амплитуда переменного напряжения на аноде лампы: Ua = ЕанесEamin;

2. Эквивалентное сопротивление: Ra = U2a / 2Pнес;

3. Эффективное значение переменной составляющей тока дросселя: 1 = 0,707Ua / kRa;

4. Определение постоянной составляющей тока анода потребует нескольких действий:

4.1. Амплитуда тока первой гармоники Ia1 = 2Pнес / Ua;

4.2. Амплитуда импульса анодного тока Iamax = Ia1 / α1;

4.3. Постоянная составляющая тока анода: Ia0 = Iamax α0;

где α1 = 0,604 и α0 = 0,401 - коэффициенты разложения плоского импульса при скважности q = 5 / 2 = 2,5 (при использовании синтезатора С9-1449-1800), поочередной работе двух радиоламп и с учетом реальной длительности фронтов импульсов тока анода 20 … 25 нс). Для возбуждения выходного каскада передатчика от синтезатора С9-1449-1800-4, имеющего скважность выходных импульсов 5,333, α1 = 0,587 и α0 = 0,377. Если же Вы хотите делать передатчик для линейного усиления в режиме класса В, с начальным током лампы лишь устанавливающим рабочую точку в начало линейного участка (для SSB или OFDM сигналов), то угол отсечки составит 90°, а форма импульса тока станет косинусоидальной, коэффициенты разложения будут иными: α1 = 0,5 и α0 = 0,319, и постоянная составляющая тока через дроссель станет на 4% меньше, чем в первом случае. И с учетом 4% запаса значения Ia0 в таблице 1 можно не пересчитывать.

Конечная формула примет вид: Ia0 = 2Pнес α0 / (Ua α1);

5. Полный ток дросселя, нагружающий его провод, представляет собой корень квадратный из суммы квадратов переменной и постоянной составляющих: Iдр = √(I2д1 + I2a0);

6. Диаметр провода намотки дросселя при плотности тока 4 А/мм2 составит: d = 0,018 √ Iдр; где d - в мм, а Iдр - в мА.

7. С учетом того, что индуктивное сопротивление дросселя на нижней рабочей частоте fн должно быть в k раз больше Ra, индуктивность дросселя составит: Lдр = k Ra / (2 π fн);

гдеfн = 1449 кГц – нижняя частота 200 метрового вещательного диапазона средних волн.

8. Мощность потерь в дросселе складывается из потерь на переменном и на постоянном токе:

Pдр = Pд1 + Pд0 = Ua Iд1 / Q + I2a0 Rдр.Потери на переменном токе можно также вычислить по следующей формуле: Pд1 = U2a / (kRaQ), где, Rдр – активное сопротивление дросселя на постоянном токе, Q – добротность дросселя на рабочей частоте (типичные значения приведены выше).

Из таблицы 1 следует, что при мощностях до 100 Вт оптимален дроссель, индуктивностью в районе 400 - 700 мкГ (строки 1 – 10). Из опыта конструирования самодельных средневолновых вещательных передатчиков диапазона 200 метров на лампах 6П3С и 6П7С в 50-60-е годы прошлого века, вспоминается «народная» конструкция анодного дросселя, выполненная на резисторе ВС-2, сопротивлением 1 МΩ или более, и который содержал пять секций намотки «Универсаль» по 100 витков, провода ПЭЛШО-0,25 (Рис. 3).

Обращает на себя внимание точность совпадения индуктивности «народного» дросселя с расчетной индуктивностью дросселя по режиму радиолампы 6П3С - 635 мкГ (Табл. 1, строка 6).

Рис.3

Теперь про максимальное рабочее напряжение дросселя по прочности изоляции провода Uпрmax. Электрическая прочность (напряжение пробоя) изоляции провода ПЭЛШО на частоте 50 Гц составляет 700 - 1200 вольт. Считаем на худший случай. Рабочее напряжение должно быть в 2,5 – 3 раза меньше пробивного, то есть, на соседних проводах не может быть более 250 вольт. С повышением частоты это напряжение необходимо снижать, однако, поскольку основная изоляция приходится на относительно рыхлую шелковую обмотку (в основном воздух, или полистирольная пропитка, или парафин, возможно, церезин – частотные свойства которых хорошие), то снижать надо не сильно. Допустим, что на частотах до 2…3 МГц это снижение будет в 1,5 раза, то есть, на соседних проводах рабочее ВЧ напряжение не должно превышать 160 вольт.

При намотке типа «Универсаль» в указанных на чертеже дросселя размерах и 100 витках в секции провода ПЭЛШО-0,25, число двойных перекрестных слоев будет равно четырем (это видно на самой намотке, сбоку). Если принять допустимое рабочее напряжение между соседними двойными слоями 160 вольт, то рабочее напряжение, приложенное к одной секции, составит 640 вольт. Полное напряжение на всех пяти секциях дросселя – 3200 вольт. Поскольку при АЭМ амплитуда ВЧ напряжения на контуре (а значит и на дросселе) может достигать почти 4Eaнес, то с небольшим запасом Еанес не должно быть больше 800 вольт. Похоже, что этот дроссель по своей изоляции годится не только для радиолампы 6П3С и 6П7С, но даже и для Г-807, вот только виточков в каждую секцию надо будет намотать по 135 для получения в два раза большей индуктивности. Дополнительные 35 витков образуют еще один двойной слой обмотки, и поэтому рабочее напряжение дросселя можно будет увеличить до 4000 вольт. Соответственно, напряжение анодного питания выходного каскада передатчика, куда этот дроссель можно применить, составит 1000 вольт. Получается, что такая конструкция и для радиолампы ГУ-50 тоже годится (но при условии, что в каждой секции будет по 135 витков). Вот оно, народное творчество, проверенное более чем полувековой историей!

Помимо максимального напряжения дросселя по прочности изоляции (учитываем на пике модуляции), есть еще максимальная длительно действующая амплитуда переменного рабочего напряжения дросселя по току (учитываем в режиме несущей), определяемая как произведение коэффициента формы синусоиды √2 на индуктивное сопротивление дросселя на нижней рабочей частоте XL = 2π fн L (гдеfн = 1449 кГц для 200 м диапазона средних волн), и на максимальное эффективное значение тока для провода, которым дроссель намотан I (мА) = (d / 0,02)2.

Uimax = 0,707 π fн L (d / 0,02)2

Это напряжение показывает, в цепь с каким максимальным переменным напряжением этот дроссель можно включать, чтобы через него не потек ВЧ ток больше допустимого для его провода. При проектировании передатчиков необходимо учитывать оба максимальных напряжения Uпрmax и Uimax.



Статья в формате PDF

Часть 2

Сноски:

  1. В 40-50-е годы прошлого века в маломощных ламповых армейских радиостанциях Р-104, Р-105, Р-108, Р-109 так и было сделано. Однако, эта схема имеет крайне низкую фильтрацию гармоник, и применима только в маломощных передатчиках и в тактических связных радиостанциях.
  2. Технические требования к передатчикам Индивидуального радиовещания приведены в статье «Передающий комплекс Индивидуального радиовещания», Радио 2015 г, № 9, стр. 21-26.